Текст
                    Луи Π acme p.


тпж πιιαφτπβιρ ИССЛЕДОВАНИЯ О БРОЖЕНИЯХ
КЛАССИКИ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ Λ. ПАСТ Ε Ρ 1822—1895 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО КОЛХОЗНОЙ И СОВХОЗНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ «СЕЛЬХОЗГИЗ»
ЛУИ ПАСТЕР ИССЛЕДОВАНИЯ О Б Ρ О Ж Ε H И Я X ПЕРЕВОД С ФРАНЦУЗСКОГО ПОД РЕДАКЦИЕЙ И С КОММЕНТАРИЯМИ ПРОФ. Г. Л. СЕЛИБЕРА С ПРИЛОЖЕНИЕМ СТАТЬИ К. А. ТИМИРЯЗЕВА «ЛУИ ПАСТЕР* ОГИЗ — СЕЛЬХОЗГИЗ МОСКВА — ЛЕНИНГРАД—1937
576 Π 19
ЛУИ ПАСТЕР I Теория и практика, чистая наука и прикладная наука... Как часто, чуть не на каждом шагу, приходится слышать это сопоставление, причем, если указывающий на него полагает, что его устами гласит житейская или государственная мудрость, то почти непременно высказывается за превосходство практического знания перед теоретическим, за преимущество прикладной науки перед чистой. А если это будет моралист, то он еще почтет своим долгом сделать внушение теоретику, эгоистически изучающему предметы, не имеющие прямого, непосредственного отношения к общему благу. И вот перед нами—картина, до сих пор невиданная. Сходит в могилу простой ученый, и люди,—не только ему близкие, не только земляки, но представители всех стран и народов, всех толков, всех степеней развития, правительства и частные лица,—соперничают между собой в стремлении отдать успокоившемуся работнику последнюю почесть, выразить чувства безграничной, неподдельной признательности. Если когда-нибудь слова: «благодарное человечество своему благодетелю» не звучали реторической фразой, то, конечно, на могиле Луи Пастера*. А между тем вся деятельность этого человека, словом и делом, была одним сплошным опровержением этого ходячего мнения о преимуществе практического знания перед теоретическим. Уже одного этого достаточно для того, чтобы задуматься над тем уроком, который можно извлечь из жизни этого гениального человека. Жизнь ученого заключается в его трудах. О трудах Пастера так часто рассказывали, в общих чертах они так доступны всеобщему пониманию, что, я полагаю, нет образованного человека, который не имел бы о них хоть приблизительного представления, и потому я буду, по возможности, краток и попытаюсь, не придерживаясь строго хронологического порядка, проследить логическую нить, проходящую через все его главные труды и сообщающую всей его деятельности совершенно исключительную печать целостности й единства. Найдется немного людей, к итогу деятельности которых можно было бы так уместно применить удачное французское выражение: l'oeuvre. То, * К. А. Тимирязев как в этой, так и в других своих работах писал—Пастёр. Эта особенность тимирязевского текста здесь не воспроизводится. В настоящей книге принята транскрипция Пастер.—Ред.
6 К. А. ТИМИРЯЗЕВ что потомство назовет l'oeuvre de Pasteur*, было, действительно, как бы одним слитным, непрерывным творческим актом, имеющим единство и прочность монолита. Луи Пастер, как известно, первоначально составил себе громкую известность в научном мире, благодаря своим исследованиям в области химической кристаллографии; эти исследования открыли ему двери Французской Академии наук, где до конца своей жизни он числился по отделу минералогии, несмотря на то, что уже почти с половины пятидесятых годов вступил в совершенно иную область, можно сказать, почти созданной им новой науки—микробиологии. Все первоначальные его исследования группировались вокруг одной центральной идеи—зависимости между известными оптическими свойствами химических тел и их кристаллической формой. На этом основании его считают родоначальником гораздо позднее явившегося крайне плодотворного направления химии, так называемой стереохимии,—химии в пространстве, объясняющей химические факты не одним качественным и количественным составом тел, но и группировкой их атомов в пространстве. Эти исследования, между прочим, заставили Пастера остановить внимание на одном факте, определившем всю его последующую деятельность, сделавшую его имя достоянием уже не одних ученых, а всего образованного и необразованного мира. Исследуя раствор смеси двух весьма между собой сходных, но отличающихся по своим кристаллическим формам органических кислот, он заметил, что, разводя в этом растворе плесневый грибок, он мог разрушить одну кислоту, сохраняя другую. Этот факт взаимодействия между микроскопическим организмом и средой, в которой он развивается, послужил исходным пунктом всего стройного здания экспериментальной микробиологии. Наблюдение это привело Пастера к изучению явлений так называемого брожения. Немного, может быть, найдется в науке слов, которыми в былое время так злоупотребляли, как этим словом «брожение»; почти все, касающееся жизни и организмов, а также всевозможные превращения веществ приурочивались к брожениям, а вызывающие их тела именовались ферментами. Некоторым алхимикам сам философский камень представлялся чем-то в роде фермента. В исходе первой половины прошлого столетия большинство ученых склонялось к мнению, высказанному еще в тридцатых годах Ли- бихом, что брожения—это химические явления, вызываемые в самых разнообразных телах разлагающимися белковыми веществами. Атомы разлагающегося белкового вещества приходят в какое-то движение; это движение сообщается другим веществам, раскачивает, расшатывает их атомы, и вещества их разлагаются. Это представление Либиха о каком-то невидимом и неведомом движении, в своей простоте, должно быть, заключало в себе что-нибудь очень привлекательное, так как даже много лет спустя немецкий ботаник Негели выступил с своим учением, существенно сходным с учением Либиха, и увлек многих ботаников. Против этого-то воззрения Либиха вооружился Пастер. Он выступил с теорией, что все процессы брожения—не простые химические явления, а результаты воздействия на бродящие тела микроскопически малых живых существ—микроорганизмов. В целом ряде * Труд Пастера—в смысле всей совокупности его трудов.
ЛУИ ПАСТЕР 7 работ он провел свою мысль, применяя ее к самым разнообразным случаям брожения: молочнокислому, маслянокислому, спиртовому, уксусному,и везде деятельным началом оказывалось живое существо— дрожжевой грибок или бактерия. Тщетно пускал в ход Либих свое необычайное остроумие и диалектику, Пастер теснил его по всей линии своими блестящими опытами, не допускавшими двух толкований. Укажем, в виде примера, хотя бы на тот опыт, в котором он доказал, что разлагающееся белковое вещество не может быть причиной брожения, так как брожение обнаруживается и в отсутствие всякого белкового вещества,—этот классический его опыт, в котором дрожжевой грибок питался на счет сахара, золы и аммиачной соли. Итак, все самые разнообразные случаи брожения сводятся ,к одному осязательному, реальному явлению—развитию микроскопического организма. Но сами эти организмы—откуда они берутся и действительно ли они представляют истинную причину, а не сопутствующее явление? Проникают ли они в бродящие вещества извне или зарождаются в них или из них? Пастер сталкивается, таким образом, с вопросом еще более широким и темным, чем самое брожение: с вопросом о происхождении простейших микроскопических организмов. Интерес этого вопроса как раз в это время возбуждался исследованиями Пуше, доказывавшего существование самозарождения—gene- ratio spontanea—различных микроскопических организмов. Нигде, быть может, так ясно не обнаруживается характер естествознания в половине девятнадцатого века в сравнении с тем, чем оно было в половине восемнадцатого, как в отношении науки к этому вековому вопросу. Сопоставьте звучные, округленные периоды, в которых за сто лет Бюффон не стесняясь размежевывал весь мир между существами самозарождающимися и рождающимися от родителей; сопоставьте эти* беспочвенные рассуждения с той строгой, исключительно экспериментальной почвой, на которую поставлен был вопрос в классическом исследовании Пастера, и вы вполне оцените, какие громадные успехи сделал научный метод, научная логика. В результате этого исследования, произвольное зарождение микроорганизмов вычеркивается из числа возможных предположений. Везде, где наблюдается микроорганизм, он занесен извне. Оказывается, что вполне во власти человека не только вызвать, но и предотвратить любое из этих явлений брожения: стоит произвести посев или воспрепятствовать самосеву этих простейших из наших культурных или сорных растений. Культурными мы можем считать те из них, которые человек, сам того не подозревая, с незапамятных времен разводил для того, чтобы превращать сусло в спирт, спирт— в уксус; сорными мы можем считать те из них, которые, проникая против нашей воли, изменяют течение этих процессов и дают нам продукты не того качества, какое мы желаем. Как успешно вести культуру этих невидимых существ, как бороться с ними, когда они являются такими же невидимыми сорными растениями? Пастер задается этими вопросами по отношению к производствам, в которых процесс брожения играет важную роль, и в своих знаменитых Etudes sur ^е vin* и особенно Études sur la bière ** дает рациональную теорик) * Исследования над вином. ** Исследования над пивом.
8 К. А. ТИМИРЯЗЕВ этих производств и научает, как разводить необходимые микроорганизмы, как вести борьбу с вредными. Кто не слыхал о так называемой «пастеризации» вин—процессе,который ограждает их от порчиг от целого ряда так называемых «болезней»? Мы произнесли слово, с которым непрерывно будет связана вся дальнейшая деятельность Пастера. Если известными мерами борьбы против микроорганизмов мы можем оградить от болезни вино, то не представляет ли это учение ключа к другой, неизмеримо более плодотворной борьбе—к борьбе с настоящими болезнями животных и не* ловека? Если нет произвольного зарождения, то, может быть, не существует и произвольного заражения. Эти бичи человечества, эти заразы, передающиеся от одного организма к другому, охватывающие целые местности, разносящиеся в ширь и в даль,—не будут ли это те же невидимые существа, а результат их действия, болезненные изменения в организмах животных и человека,—только процессы, подобные, аналогические брожению? Этот невидимый, но всюду проникающий заразный яд,—не потому ли он страшен, что он живой, что он растет и размножается? Пастер останавливает свое внимание не сразу на человеке или каком-нибудь крупном животном; он начинает с объекта, в^ применении к которому строго научная постановка была гораздо легче осуществима. Юг Франции страдал в то время от бедствия, грозившего окончательным разорением целым местностям. Какая-то эпидемия истребляла шелковичного червя. Пастеру представлялся случай изучить явление заразной болезни на сравнительно простом, легко подчиняю- щемся*строго экспериментальному исследованию организме, к тому же находившемся в неограниченном числе экземпляров. Тем не, менее, потребовались годы упорного труда для того, чтобы изучить болезни,—их оказалось целых две,—во всех их подробностях, проследить пути заражения и наследственной передачи и найти средство если не прямой борьбы с эпидемией; то, по крайней мере, обеспечения промышленности здоровой греной. Болезни оказались паразитарными, а пути заражения и передачи были путями распространения микроорганизмов. Факт существования эпидемической болезни, вполне объясняемой присутствием микроскопического паразита и исчезающей с его удалением, был, таким образом, поставлен вне сомнения. Тогда Пастер переходит уже к крупным животным и для этого сразу избирает одну из самых страшных, почти безусловно смертельных болезней, поражающих рогатый скот, а порой и человека,— сибирскую язву. Выделив из крови зараженного животного паразита,, оказавшегося бациллом, он культивирует его в других жидкостях, вне организма, вводит эти культуры в организм здоровой коровы и вызывает ее заражение. Пастер, таким образом, поставил вне сомнения паразитарный характер этой заразы. Он показал далее, что этот бацилл, благодаря способности образовывать о'собые органы размножения—споры, упорно сопротивляется целому ряду условий, убивающих вегетативные формы, чем ввел совершенно новый ряд соображений в учение об источниках заразности и способах обезвреживания подозрительных предметов. Он показал, как эти споры, подобно семенам высших растений, могут сохраняться годами в земле, где были
ЛУИ ПАСТЕР 9 зарыты трупы, как земляными червями они могут выноситься на поверхность почвы, вызывая новый взрыв эпидемии. Попутно показал он, как в опытах над сибирской язвой можно смешать ее особенный, специфический бацилл с другими, не менее смертоносными микроорганизмами—бациллами гнилокровия. Словом, он пролил целые потоки света на вопросы о механизме заражения, скрытом состоянии, новом возникновении и распространении такой типической и страшной заразы, какова сибирская язва. Остановимся только на одном из опытов, едва ли не самом поразительном из этого длинного ряда. Пастер заметил, что курам без вреда можно делать прививку этой заразы, смертельной для более крупных животных и человека, и вскоре нашел поразительно простое объяснение этому любопытному факту. Температура крови у птиц выше температуры животных и человека, погибающих от сибирской язвы. Эта температура уже близка к той, •при которой бацилл не может более развиваться. Представлялось вероятным, что курица не заражается потому, что при температуре ее крови бацилл сибирской язвы не может размножаться. Но Пастер никогда не довольствовался вероятным объяснением; он признавал значение только за полной несомненностью. Он взял курицу, привил ей сибирскую язву и поставил ее ногами в холодную воду, так что температура ее крови понизилась до 37—38°. На другой день она была мертва, и кровь ее переполнена бациллами. Но Пастеру и этого показалось мало; он берет другую курицу, заражает, охлаждает до тех пор, пока в ней появляются несомненные признаки заразы; тогда он ей дает отогреться, и курица остается живой и невредимой. Очевидно, жизнь и смерть в его руках, и он распределяет их с такой уверенностью, как будто имеет дело с каким-нибудь простейшим физическим опытом.· Но курице предстояло сыграть и не такую еще роль в деятельности этого гениального экспериментатора и в том перевороте в науке и в будущих судьбах человечества, который он готовил в тиши своей лаборатории. Куры не заражаются сибирской язвой, но болеют другими болезнями, в том числе одной, носящей название куриной холеры. При изучении этой-то болезни Пастер встретился с фактом, который определил все направление его дальнейшей деятельности. По остроумному замечанию его биографа, «это была одна из тех счастливых случайностей, на которые наталкиваются те именно ученые, которые все делают, чтобы на них наткнуться». Микроорганизм куриной холеры можно также разводить вне организма курицы, например, в бульоне, и ничтожной капли этого бульона достаточно, чтобы заразить и убить курицу. Каплей этого бульона можно заразить новое количество бульона, каплей этого бульона еще новое количество, и так хоть до ста раз,—сотая разводка будет так же ядовита, как первая, но под условием, чтобы между каждым последующим заражением проходило не более суток. Это—приготовление так называемого постоянного яда, virus fixe. Но вот однажды Пастер, желая привить курице холеру и не имея под рукой свежей культуры, взял простоявшую несколько времени в пробирке, заткнутой ватой. Привитый яд оказался уже несмертельным, курица поболела и выздоровела. Пастер повторял, умножал опыты, и из них выяснилась возможность, по желанию, ослаблять яд заразы во всех желаемых степенях от безусловной смертельности до безусловной безвредности. И средство,
10 К. А. ТИМИРЯЗЕВ опять крайне простое, состояло в том, что культуру в бульоне оставляли более или менее продолжительное время при доступе воздуха; чем долее она стояла, тем безвреднее становился яд. Наоборот, если взять смертельно ядовитый бульон и сохранить его в запаянном стеклянном сосуде, время не оказывает действия на его ядовитость* Это ослабление, притупление заразы,—l'atténuation des virus,— конечно, величайшее из открытий Пастера. Из него непосредственно вытекают все остальные. Пастер давно задумывался над фактом, что заразные болезни, вообще говоря, не повторяются, а также над возможностью посредством прививки оспы оградить человека от естественной оспы. Почему бы не распространить этой прививки и на все заразные болезни? Теперь представился первый случай проверить возможность этого обобщения. В его власти привить курам этот ослабленный яд, virus atténué, вызывающий только слабое расстройство организма,и вслед за тем неизмененный яд,virus fixe, в его безусловно смертельной форме. Опыт блистательно оправдал ожидание: куры, которым предварительно была привита зараза ослабленная, оказались затем почти нечувствительными к заразе смертельной. Прививка оказалась приемом, распространимым на заразные болезни вообще. Здесь необходимо тотчас же оттенить, подчеркнуть коренное различие между открытием Дженера, открывшим прививку оспы, и открытием Пастера. «Если Дженер открыл отдельный факт,— говорит профессор Транше,—то Пастер открыл общий метод»— метод, применимый ко всем случаям и вполне подчинивший яд заразы власти человека. Возьмите самый ядовитый микроорганизм известной заразной болезни, ослабьте культурой его ядовитость до желаемой степени, привейте его животному, и вы обеспечите его от заражения этой болезнью. В первый раз была открыта тайна превращать, по желанию, смертельный яд в противоядие. Пастер предложил назвать все такие прививки противоядия, по примеру оспы, вакциной. Вооруженный эти)м бесценным методом, Пастер возвращается к сибирской язве, но на этот раз уже не затем, чтобы ее изучать, объяснять пути ее распространения, а затем, чтобы вступить с ней в борьбу. Но здесь с первых же шагов встречается непреодолимое препятствие. Прием, выработанный над заразой куриной холеры, оказывается здесь неприменимым. Если оставить несколько дней культуру бацилл сибирской язвы, то они образуют споры, а эти споры сохраняют свою первоначальную ядовитость. Но Пастер был не из тех людей, которые останавливаются перед препятствием. Вскоре он нашел исход. При температуре 42—43° эти бациллы уже не производят спор, но еще размножаются, а если их заставить развиваться в той же среде и при доступе воздуха, то заразительность их ослабевает, притупляется. Уже на втором примере путем многочисленных лабораторных опытов убедился Пастер в верности своей теории: зараза не представляет из себя чего-то всегда себе равного; напротив, это нечто такое, ядовитость чего можно, по желанию, понижать и, прививая этот притуплённый яд, оберегать организм от заражения его более грозной, смертельной формой. Только теперь решился Пастер покинуть свою лабораторию, выйти на улицу или, вернее, в поле и явить сомневающейся толпе знаменье своей научной мощи. Это был его навеки знаменитый опыт
ЛУИ ПАСТЕР 11 в местечке Пулье-ле-Фор, весной 1881 года. Получив в свое распоряжение стадо овец в 50 штук, он сделал 25 из них несколько предварительных прививок ослабленной заразы. 31 мая, в присутствии многочисленных и в большинстве недоверчиво настроенных зрителей, он привил всем 50 овцам сибирскую язву в ее самой смертельной форме и пригласил всех присутствующих вернуться через 48 часов, объявив вперед, что 25 животных они застанут уже мертвыми, а 25 других целыми и невредимыми. Даже друзья его были испуганы его самоуверенностью. Но пророчество исполнилось буквально. Собравшимся в Пулье-ле-Фор 2 июня представилась такая картина: 22 овцы лежали мертвыми, две умерли у них на глазах, а третья к ночи; остальные 25 были живы и здоровы. Скептицизм врагов, опасения друзей уступили место взрыву безграничного восторга. И действительно, с тех пор, что свет стоит, конечно, не было видано ничего подоблого. Представим себе, что когда-нибудь в темные века, предшествовавшие той заре, которая занялась над обновленным человечеством в шестнадцатом веке, какой-нибудь человек в одежде мага или кудесника объявил, что простым прикосновением к живому существу он может по желанию или спасти его или обречь на быструю мучительную смерть, а ведь на то, чтобы скрыть в рукаве небольшой шприц, потребовалось бы немного ловкости, и можно легко понять, какое впечатление произвело бы это чудо на окружающих. Но современный маг не прятал своего шприца в широких складках своей одежды, и разочарованные охотники до чудесного, поговорив несколько дней об этом действительном чуде девятнадцатого века, вернулись, к своему столоверчению, вызыванию духов и знахарству. Прививка сибирской язвы стала таким заурядным делом, что теперь, без малого через пятнадцать лет*, уже никого более не удивляет. Пастер тем временем шел вперед по раз намеченному пути. Уже давно желал он проверить истинность своего учения не на червяке, курице или овце, а на самом царе природы. И для этого он снова избрал самую ужасную, самую безнадежную из болезней, одна мысль о которой приводит в содрогание,—бешенство. Разъяснить причину водобоязни, условия ее передачи,—словом, повторить то же, что уже было сделано в других случаях,—вот с чего приходилось снова начать. Но с первого же шага, и в первый раз, из рук Пастера выскользнула, оборвалась та путеводная нить, которая неизменно вела его по лабиринту этих темных явлений. Микроба бешенства не оказалось, несмотря на все поиски; не найден он, кажется, и до сих пор. Но Пастер не останавливается перед этим препятствием, которое в глазах всякого другого ученого могло бы показаться непреодолимым. Путеводной нитью впредь ему будет уже не присутствие микроба, а столько раз испытанный экспериментальный метод: найти вместилище заразы в организме и это нечто подвергнуть опытному исследованию, пока не найдутся условия, при которых ослабляется его ядовитость. После долгих исследований обнаружилось, что главным вместилищем заразы должно считать нервную систему, мозг головной и спинной и нервные стволы. Кусочек нервной ткани, * Лекция читана в 1895 году.
12 К.А.ТИМИРЯЗЕВ разведенный бульоном и введенный посредством шприца, вызывает неминуемое заражение. Но как ослабить его ядовитость, пока не найдено микроба, который можно было бы культивировать? После долгих поисков Пастер находит это средство. Стоит тщательно отпрепарировать мозг зараженного животного, подвергнуть его со всеми необходимыми предосторожностями высушиванию и, по мере высыхания, он будет утрачивать свои заразительные свойства, пока их вовсе не утратит. Привитый собакам этот ослабленный яд делал их невосприимчивыми к яду сильнейшему и к непосредственному укусу бешеным животным. Как и в сибирской язве, предварительная прививка была осуществлена. Но прежде чем применить ее к человеку, нужно было сделать еще один шаг, совершенно новый и в экспериментальном и даже в лргическом отношении. До сих пор шла речь о прививках предохранительных, предупреждающих заражение и ему предшествующих. Но разве можно было бы применить ее ко всем людям, как в оспе, и ждать последствий? Случайность быть укушенным бешеным животным, по счастью, так мала, что едва ли можно было рассчитывать на такую смелую предусмотрительность. А привить себе ослабленный яд бешенства и затем дать себя искусать бешеной собаке,—у кого же достало бы на то самоотвержения? Пастер нашел и на этот раз совершенно новый, смелый, поистине гениальный прием,—прием также предохранительной, нсГ не предшествующей, а последующей прививки. На возможность такого приема наводило открытие нового свойства заразы. Переводя заразу бешенства из одного кролика в другого, Пастер мог заметить, что скрытый, инкубационный период заразы мог более и более сокращаться; наконец, он-был им сведен на семь дней. Так как у людей скрытое состояние длится не менее месяца или шести недель, то можно было надеяться в догонку этому медленному, но смертельному яду послать яд ослабленный, но с более быстрым течением заражения. Он опередит этот сильный яд и подготовит организм к его приему, сделает этот организм неуязвимым. Проверенная на собаках, эта гениальная мысль оказалась таким же верным средством борьбы, как и прививки, предшествующие заражению. Открыто было средство уже не предупреждения, не охранения, а прямого излечения от самой страшной из зараз. Тогда наступил самый решительный, самый торжественный момент в жизни Пастера,—момент, когда ему пришлось доказать уверенность в своем учении, рискнув применить открытое им излечение уже на человеке. Рассказывать ли драматические подробности двух первых опытов над маленьким Мейстером и подростком Жюпилем? Они, я полагаю, еще свежи в нашей памяти. Торжество Пастера было полное. Первые пациенты, им спасенные, были так жестоко искусаны бешеной собакой, что, производя над ними опыт, Пастер, казалось, мог бы успокоить себя мыслью, что делает эксперимент над людьми, фактически обреченными на смерть. Но только близкие к нему люди знали, какой ценой было куплено это торжество. Какие подъемы надежды, сменявшиеся приступами мрачного уныния, какие томительные дни и мучительные, бессонные ночи перенес этот уже немолодой, истощенный трудами и болезнями человек между 4 июля, когда профессор Транше, вооружившись правацевским шприцем, в первый раз привил живому человеческому существу яд бешенства,
ЛУИ Π АСТЕР 13 на этот раз превращенный в противоядие, и 26 октября,-когда Па- стер, выждав все сроки возможной инкубации, в своей обычной скромной форме сообщил Академии, что излечение от бешенства—- уже совершившийся факт. Всем памятен тот взрыв всеобщего восторга, который пронесся из края в край образованного мира при слухе, что самая страшная из болезней побеждена наукой. Это было высшей точкой научной деятельности Пастера и его славы. Имя его стало достоянием всех людей, как ценящих науку, так и равнодушных к ней. Выражением всеобщего увлечения его открытиями явилась международная подписка на постройку достойной его лаборатории—этого знаменитого Пастеровского института, которому суждено играть такую роль в будущих судьбах созданной Пастером новой науки. Нужно ли подводить итог, нужно ли указывать на строгое логическое развитие этого стройного учения, выражающегося четырьмя словами, которым соответствуют четыре последовательные ступени развития .одной и той же мысли: брожение, зараза, ее предупреждение и врачевание? II Я нарочно пытался изобразить эту удивительную деятельность в возможно сжатой, почти схематической форме, чтобы выдвинуть вперед ее поразительное единство и естественное развитие, но такой умышленно сжатый очерк всегда грешит с двух сторон*. Во-первых, дело представляется как будто очень простым; за блеском успеха остается невидимым почти невероятный, колоссальный труд, остается скрытым тот на каждом шагу проявляющийся, неистощимый запас изобретательности и находчивости, преодолевающей все препятствия и превращающей длинную вереницу исследований в какое-то непрерывное'победоносное шествие. С другой стороны, целое научное направление, полувековые плоды науки являются как бы исключительным делом одного человека, деятельность которого представляется чем-то уже сверхчеловеческим. Будь все то, что мы перечислили, завоеванием одного человека, зародись все эти мысли в одной голове, перед нами было бы явление, которому трудно подобрать аналогию. Беспристрастный историк,—и в этом он последует прежде всего примеру самого Пастера, с крайней добросовестностью разыскивавшего и указавшего своих предшественников,—беспристрастный историк, конечно, отметит, что учение о зависимости брожения от микроорганизмов, определенно высказанное Каньяр-Латуром, было блистательно доказано Гельмгольтцем; что несостоятельность предположения о самопроизвольном зарождении была убедительно доказана Шваном; что мысль о связи заразных болезней с присутствием бактерий задолго до Пастера нашла себе горячего защитника в Генле, что, наконец, Райе и Давэн очень точно доказали паразитарный характер сибирской язвы. Упоминая об этих фактах, * Тем, кто пожелал бы познакомиться с деятельностью Пастера подробнее, можно рекомендовать две брошюры Дюкло.—Пастер. Брожение и самозарождение. Москва, 1897 г. Дюкло.—Пастер. Заразные болезни и их прививка. Москва, 1898 г. Дюкло—ученик и преемник Пастера. Перевод под моей редакцией.
14 К. А. ТИМИРЯЗЕВ уменьшаем ли мы хоть сколько-нибудь заслугу Пастера?—Нимало. Все эти проблески мысли, вспыхивавшей и потухавшей, не оставляя по себе прочного следа, только выдвигают вперед все значение Пастера.. Дарвин в одном месте своей автобиографии, говоря о некоторых своих открытиях, которые были потом приписаны другим ученым, замечает: «Повидимому, недостаточно высказать новую идею, нужно еще высказать ее так, чтоб она произвела впечатление, и тому, кто этого достиг, принадлежит по праву и главная честь». Генле был убежден в паразитарной теории зараз, но, видно, не умел доказать ее ни себе, ни другим, так как его мысль чуть ли не двадцать лет оставалась без плода. Все, что высказывал Пастер, вынуждало на согласие. А это происходило от того, что он не только высказывал идеи, но и создал новый метод и при помощи этого метода превращал идею в неотразимый факт. Эту, им созданную, новую науку обыкновенно называют бактериологией и совершенно неправильно, потому что она обнимает круг существ, не исчерпывающихся одними бактериями. Вернее было бы ее назвать хоть микробиологией*. Существование этих микроскопических растений коренным образом отличается от существования высших организмов. При изучении высших существ, растений и животных, мы изучаем их самих и действия на них той среды, в которой они существуют. Их воздействие на среду сравнительно не важно. Наоборот, в жизни этих микроорганизмов чуть не на первый план выступает именно их воздействие на обитаемую ими среду, откуда становится понятным тот с первого взгляда парадоксальный факт, что мы знали действие этих существ, когда еще не знали их самих. Эти действия—брожения и заразные болезни. Пастер создал метод для изучения этих невидимых существ и их воздействия на ту среду, которая им служит почвой, будет ли то бродящая жидкость или тело человека. Он показал, что над этими бесконечно малыми* и над такими бесконечно сложными объектами, какими являются зараженные ими животные, мы можем экспериментировать с такой же точностью и уверенностью относительно получаемых результатов, как в каком-нибудь простейшем физическом или химическом опыте. Вот в чем его главная сил^(. И в этом смысле, к чему бы ни привела наука будущего, как бы ни изменились ее задачи, она будет итти по открытому им пути. Какому же выдающемуся качеству этого могучего ума, какой его faculté maîtresse**, как выразился бы Тэн, следует приписать главную тайну его успеха? Самой выдающейся его особенностью была не какая-нибудь исключительная прозорливость, какая-нибудь творческая сила мысли, угадывающей то, что скрыто от других, а, без сомнения, изумительная его способность, если позволительно так выразиться, «матерьялизировать» свою мысль, выливать ее * Если гнаться за точностью, то и это название, конечно, не верно. Попытаемся определить точнее границы деятельности Пастера. Он изучал не биологию, а скорее физиологию, микрофизиологию и притом микрофизиологию исключительно растительных организмов, следовательно, микро-фито-физиологию. Наконец, и в этой области он ограничился исключительно организмами из класса грибов. Следовательно, микро-мико-физиология—вот единственный термин, который точно обозначил бы область новой науки. Едва ли, впрочем,.за ней когда-нибудь сохранится такое педантическое название. ** Преобладающая способность.
ЛУИ ПАСТЕР 15 в осязательную форму опыта,—опыта, из которого природа, словно стиснутая в тисках, не могла бы ускользнуть, не выдав своей тайны. Это был гений или само воплощение экспериментального метода. Вся деятельность его была блестящим опровержением тех знаменитых, так часто упоминаемых и подвергавшихся многочисленным толкованиям слов Гёте: Geheimnissvoll am lichten Tag Làsst sich Natur des Schleiers nicht berauben, Und was sie deinem Geist nicht offenbaren mag, Das zwingst du ihr nicht ab mit Hebeln und mit Schrauben*. В этих словах выражалось целое миросозерцание, в основе враждебное экспериментальной науке; в них высказался, как известно, не столько Гёте Фауста, сколько Гёте Farbenlehre**,— Гёте, воображавший, что своим умственным оком, обращенным на природу, как-она есть, он проник в сущность явлений света гораздо глубже, чем Ньютон, пытавшийся вымучить у природы ее тайну в темной комнате, при помощи какой-то призмы и узкой щели. Известно, что философ Шопенгауэр похвалялся тем, что один из первых оценил это превосходство Гёте перед Ньютоном, а другой мыслитель, Карлейль, презрительно хохотал при мысли, что какие-то математики могут быть судьями над Гёте. А между тем, почти за двести лет до Гёте, был ему дан прямой ответ, была высказана точка зрения, прямо противоположная той, которая выражена в его звучных стихах. «Occulta naturae magis se produnt per vexa- tiones artium, quam cum cursu sua meant», говорил еще Бэкон в Novum organum. «Тайны природы успешнее выпытываются искусством, чем при наблюдении естественного ее течения». И еще ранее, во втором своем афоризме: «Nee manus nuda, пес intellectus sibi permis- sus multum valet; instrumentis et auxiliis res perficitur».—«Невооруженная рука и разум, себе самому предоставленный, не много стоят. Все достигается при помощи орудий и иных пособий***». Пастер показал, чего можно достигнуть при помощи этих ненавистных Гёте Hebeln und Schrauben****, и если кто желает поучиться этому величайшему из искусств, искусству допрашивать природу и выпытывать ее тайны, над которыми глумился Гёте, тот найдет в трудах Пастера редко досягаемые образцы экспериментальной логики—этой логики в действии. А те, кто все еще полагают, что intellectus sibi permissus***** может с пользой громоздить системы над системами и в витиеватых или неуклюжих периодах что угодно опровергать, что угодно доказывать,—пусть поучатся у него, что * Средь бела дня полна таинственными снами, Не даст тебе природа покров с себя сорвать, И то, что разуму сама не может передать, Тебе не выпытать у ней ни рычагами, ни тисками. ** Учение о цветах.—Научное сочинение Гёте, в котором он думал опровергнуть учение о цветах Ньютона. Доказано, что его собственное учение было основано на грубой ошибке поспешно сделанного опыта. *** Бэкон разумел здесь и орудие логическое — индукцию. Пастер неоднократно заявлял, что в своих исследованиях он пользуется исключительно этим оружием. **** Рычагов и тисков. ***** Разум себе самому предоставленный.
16 К. А. ТИМИРЯЗЕВ значит, на языке точной науки, это слово доказать. Вот один из его заветов ученикам: «Не высказывайте ничего такого, чего не можете доказать просто и несомненно. Преклоняйтесь перед духом критики. Сам по себе он не раскрывает новых идей и не побуждает к великим делам. Но без него ничто не прочно. За ним всегда остается последнее слово. Это требование, которое я вам предъявляю, а вы предъявите своим ученикам,—самое тяжкое, какое только можно предъявить исследователю, делающему открытия. «Быть уверенным, что открыл важный научный факт, гореть лихорадочным желанием оповестить о том весь свет и сдерживать себя днями, неделями, порою годами; вступать в борьбу с самим собой, напрягать все силы, чтобы самому разрушить плоды своих трудов, и не провозглашать полученного результата, пока не испробовал всех ему противоречащих гипотез,—да, это—тяжелый подвиг. «Но зато, когда после стольких усилий достигаешь полной достоверности, испытываешь одну из высших радостей, какие только доступны человеческой душе». В этих словах кроется вторая тайна успеха этой, почти беспримерной по своим плодам, научной деятельности. Этот гений экспериментального метода отличался трудолюбием, упорством в труде, почти превышающими всякое вероятие. За какими-нибудь несколькими строками в Comptes Rendus*, где он возвещает о своих открытиях, скрываются сотни, порою тысячи опытов. Вот еще один распространенный предрассудок, уничтожаемый примером этого необыкновенного человека,—предрассудок, будто талант и трудолюбие не идут рука об руку. Ренан в речи, по случаю приема Пастера во Французскую Академию, превосходно освещает эту сторону научного характера Пастера. Он начинает с той карикатуры, в которой Жозеф де-Местр**, этот фантастический, исступленный ненавистник прогресса и науки, изображает современного ученого. «В кургузом платьишке... с томами и инструментами подмышками, бледный от трудов и бессонных ночей, весь забрызганный чернилами, задыхаясь, плетется он по дороге к истине, уткнув в землю свое лицо, испачканное алгебраическими знаками...·». \«Как хорошо,—восклицает Ренан,—что вас не остановила эта дворянская брезгливость! Природа сама—не аристократка (la nature est roturière); она требует, чтобы трудились; она любит мозолистые руки и делает свои откровения толькОчЧелу, изборожденному морщинами». Один из его учеников сообщает, что Пастер в эпоху самых плодотворных своих исследований имел обыкновение вечером, после своих дневных трудов, еще долго ходить взад и вперед по коридору École Normale***, взвешивая в уме полученные результаты, · обдумывая завтрашние опыты. В одну из таких прогулок ученики, следившие за ним из-за угла, могли подслушать, как, внезапно остановившись и как бы не в силах сдержать себя, он пробормотал вслух: «Que c'estbeau!.. Que c'est beau!»—и через минуту: «Il faut travailler!»****. В этих двух фразах, почти междометиях, сказался весь Пастер. * Журнал, в котором он помещал первые известия о своих открытиях. ** Клерикальный писатель начала XIX века. *** Высшее училище, где он работал и учил. *** «Какая прелесть!.. Какая прелесть! Теперь надо работать!».
ЛУИ ПАСТЕР 17 «Едва ли,—говорит тот же ученик,—существовал когда-нибудь ум более страстцый и в то же время более терпеливый». Овладевшая им мысля» приводила его в состояние какого-то экстаза; даже по ночам, во сне, он нередко вскрикивал, и прислушивавшиеся могли смутно разобрать, что он бормотал какие-то научные термины. Но чем увлекательнее казалась ему зародившаяся идея, тем строже он к ней относился, сознавая, что недостаточно бросить в мир счастливую мысль,—необходимо прежде еще облечь ее в форму неопровержимого факта. Изложение у Пастера, как письменное, так и устное, отличалось замечательной безыскусственностью и простотой,—как бы умышленной заботой об отсутствии всякого эффекта. Живо помню, как летом 1877 года мне привелось слышать одно из его замечательных сообщений в Парижской Академии. Это был один из интереснейших и знаменательных моментов в его деятельности. С различных сторон, вдруг, как будто по сговору, стали всплывать возражения против верности не только его теории, но и самых фактов, на которые она опиралась. Какой-то туман стал заволакивать только что выяснившееся учение о паразитарном характере зараз. Серьезные фактические возражения были предъявлены против верности наблюдений Давэна над сибирской язвой, служивших точкой отправления и для Пастера. Поль Бэр, посредством нового приема, заключавшегося в действии сгущенным кислородом, казалось, несомненно доказал, что яд сибирской язвы не живой, не организованный; наконец, Бастиан в ряде любопытных опытов через пятнадцать лет после поражения Пуше смело вновь выступил защитником явления самозарождения. Все здание, составившее прочную славу Пастера, казалось, шаталось в своем основании. Пастер выступил перед Академией с докладом о результатах овоих новых исследований над сибирской язвой. Он разъяснил, что все «показания, противоречащие исследованиям Давэна, происходят от того, что явления заражения сибирской язвой смешивают с септицемией, гнилокровием, зависящим от другого микроба, через несколько часов после смерти животного уже вытесняющего бацилла оибирской язвы. Он показал, что этот бацилл образует споры, относящиеся совершенно иначе к внешним деятелям, чем вегетативные формы, и этим объяснил наблюдения Поля Бэра и так далее, и так далее. По мере того, как он говорил, туман, нависший над вопросом, все более и более расходился, противоречивые наблюдения получали оовершенно новое освещение, из возражений они превращались в факты, находившие место в его теории, в качестве разъяснений или дополнений. Когда, после почти часовой речи, он опустился в свое кресло, для всякого понимающего дело было ясно, что его учение было в эту минуту более сильно, чем когда-либо. И все эти исследования, стоившие усидчивых трудов, требовавшие совершенно особенной проницательности в деле, для него тогда почти новом, были рассказаны так просто, так непритязательно, что если бы не напряженное почтительное внимание, с которым слушали его товарищи- академики, и какой-то возбужденный трепет ожидания, пробежавший в публике при словах: «Пастер встал! Пастер говорит!»,—поверхностный наблюдатель мог бы подумать, то это делает сообщение какой-нибудь заурядный ученый и по вопросу, интересному разве только для одних ветеринаров. Л. Пастер 2
18 К. А. ТИМИРЯЗЕВ Замечательно было также отношение Пастера к своим противникам. Близко его знавшие рассказывают о каких-то «les fureurs de- monsieur Pasteur»*,—о приступах неудержимого гнева, вызывавшихся сомнениями в верности его исследований. Но, вероятно, он давал время улечься этим вспышкам, так как в полемиках с такими, выходившими за пределы приличий, возражателями, как, например, Брефельд, он воздерживался от всяких резкостей и только презрительно давил своего соперника неотразимой убедительностью своих фактов. И нельзя сказать, чтобы его терпение не подвергалось испытанию: ему приходилось бороться, отстаивая почти каждую из своих идей. Стоит вспомнить презрительно-самонадеянные отзывы Коха о пастеровских прививках, сводившиеся к тому, что «трудно им поверить,—слишком уж это было бы хорошо», или постоянно враждебное отношение нескольких его коллег по медицинской академии, по словам некоторых его биографов, отозвавшееся даже на его здоровье. Пастер, как мы сказали, не был охотником до фраз, и потому *дем более необходимо остановиться на одной фразе, лежащей, если не ошибаюсь, главным образом, на ответственности его зятя-биографа, несколько раз возвращающегося к ней в своем прекрасном рассказе; фраза эта повторялась потом и некоторыми его поклонниками, как одно из положений научной profession de foi** великого ученого. А между тем она может привести только в недоумение всякого знакомого с духом истинной науки. Это—фраза о пользе будто бы в деле научных исследований «предвзятых идей»—«des idées préconçues». Едва ли в этом выражении мы можем видеть что-либо иное, кроме не совсем удачной игры слов, тем более предосудительной, что Пастер как член Académie Française***, да еще занявший кресло Литтре****, должен был заботиться о чистоте и точности французского языка. Предвзятая идея, в общепринятом смысле этого выражения, это—не просто мысль, предшествующая, предпосылаемая всякому опытному исследованию и без которой оно из систематических поисков за истиной превратилось бы в какое-то блуждание в темноте и наудачу. Предвзятая идея, это—мысль, не вытекающая прямо из условий изучаемого явления, а навязываемая извне,—мысль, под которую стараются пригнать факты. А подобная мысль в науке, конечно, может быть только вредна. Если бы в том могло быть какое- нибудь сомнение, то мы можем его рассеять свидетельством самого Пастера. В своих полемиках, например, с Бертло или с Клод-Бер- наром, он не упускал случая, в качестве последнего аргумента, бросить своим соперникам упрек в том, что они руководятся предвзятой идеей, между тем как он, Пастер, не покидает почвы строгой индукции. Наконец, в своем классическом труде о самозарождении он обращается к Пуше со словами: «Il est si rare de deviner juste quand on étudie la nature. Et puis est ce que les idées préconçues ne sont pas toujours là pour placer un bandeau sur nos yeux?» «Изучая природу, так трудно угадывать истину! И потом, разве предвзятые идеи не всегда тут как тут, готовые наложить повязку нам на глаза?» * «Вспышки ярости господина Пастера». ** Исповедание веры. *** Академия французской словесности. **** Известный составитель лучшего словаря французского языка.
ЛУИ ПАСТЕР 19 Итак, если некоторые поклонники Пастера ссылаются на какие-то темные, непонятные его выражения о пользе предвзятых идей, то мы можем им предъявить категорическое его заявление, что эти идеи могут только ослеплять ученого. Но если бы мы даже не могли указать этих слов великого ученого, то сами могли бы извлечь урок о вреде предвзятых идей из его собственной деятельности. Ему, при всем его научном скептицизме, случалось высказывать предвзятые идеи, и этим идеям не суждено было оправдаться. Одною из этих предвзятых идей было стремление отстаивать какое-то коренное различие между химией живого организма и химией лаборатории. Он упорно отстаивал мысль, что толька в организмах или при их содействии образуются так называемые оптически деятельные вещества, т. е. вещества, вращающие плоскость поляризации светового луча, что химик не в состоянии их получить своими лабораторными путями. Но органическая химия перешагнула и через эту последнюю преграду, и предвзятая идея о существовании этой границы между органической химией и химией организмов оказалась несостоятельной. Сходная мысль, мысль об исключительной способности микроорганизмов вызывать явления брожения, легла и в основу представлений Пастера об этих процессах. Его точку зрения на явления брожения можно назвать биологической, иногда даже пытались назвать ее виталистической. Причина брожения—жизнь микроорганизма; найти микроорганизм, определить условия его существования—вот задача исследователя, как определял ее Пастер. При оценке теории брожения Пастера обыкновенно ее сопоставляют только с опровергнутой им теорией Либиха, но на первых же порах, при самом возникновении биологической теории Пастера, против нее выступил один ученый, указавший на то, что она представляет разрешение вопроса только, так сказать, в первой степени приближения, что необходимо заглянуть в этот процесс глубже. Бертло в самом: начале шестидесятых годов прямо высказал мысль, что такая ограниченная биологическая точка зрения не может, не должна удовлетворять физиолога, а тем более химика. Причина брожения лежит в микроскопической клеточке; прекрасно, но эта клеточка не есть последняя единица, которая должна входить в расчеты физиолога,, а тем более химика. Эта клеточка—целая лаборатория, и вступает она в химическое взаимодействие не своей совокупностью, а через посредство входящих в ее состав веществ. Найти, выделить эти вещества, воспроизвести их действие без участия живого элемента,—вот в чем должна быть настоящая Цель стремлений физиолога, а тем более химика. Это воззрение Бертло на первых же порах подтвердил открытием растворимого фермента, выделяемого дрожжевым грибком*. И новейшие успехи науки,—не оправдали ли они верность этого химического взгляда, пытающегося заглянуть вглубь того явления, к которому биологическая теория отнеслась только с его внешней стороны? Все эти токсины и антитоксины, эти все чаще и чаще произносимые слова: диастаз, диастатический фермент, не доказывают ли то, что выросшее на почве учения о брожениях учение- * Долгое врсмя главным препятствием, мешавшим обобщению идей Бертло^, являлся факт невозможности воспроизвести процесс спиртового брожения, т. е. распадения глюкозы на алкоголь и углекислоту, без участия микроорганизма- 2*
20 К. А. ТИМИРЯЗЕВ о заразах вступает на ту новую ступень, которую Бертло предсказал слишком тридцать лет тому назад?* После прививки бешенства, конечно, ни одно открытие не произвело такого впечатления на умы, как открытие лечения противо- дифтеритной сывороткой. Микроб дифтерита не разносится с кровью по всему организму, как бацилл сибирской язвы, его развитие исключительно местное, и, тем не менее, он отравляет весь больной организм. Это нечто, чем он отравляет, оказалось растворимым ядом, быстро распространяющимся в организме. Когда ослабленные разводки дифтеритного микроба будут привиты животному, например, лошади, она безопасно, как и в сибирской язве, выдерживает последующую прививку микроба самого ядовитого. Что же происходит в организме этой лошади, что делает ее теперь выносливой к этому ядовитому микробу дифтерита? В ее крови оказывается нечто жидкое, противоядие, антитоксин, который противодействует яду микроба, токсину. Этот токсин, этот антитоксин—уже не организм, а химические тела; стоит слить их вместе, и получится бевредная смесь, которую без опасности можно ввести в организм. Этот яд, это противоядие, взаимно нейтрализующиеся в пробирке, in vitro**, это—уже не биологическое, не виталистическое явление, а химический процесс. За этим успехом теории последовал и громадный успех практики. Послать в обгонку ядовитому микробу болезни культуру того же микроба, менее ядовитого и быстрее развивающегося, было возможно при водобоязни, с ее неделями, месяцами инкубации. Микроб дифтерита не ждет,—он разит иной раз'через несколько часов. Но если действие прививки сводится на образование в больном организме под ее влиянием противоядия, антитоксина, то возьмем этот антитоксин, заранее заготовленный в крови лошади, прямо введем его в тело больного дифтеритом, и мы будем с в состоянии гораздо скорее оказать отпор действию грозного токсина, предупредить отравление больного организма. Вот основная мысль блестящего открытия Беринга и Ру, вызвавшего так еще живо памятный всем взрыв всеобщего восторга, с которым было встречено известие, что дифтерит уже излечим***. Каково бы ни было ближайшее объяснение этого воздействия антитоксина на токсин, окажется ли возможным и его включить в блестящую теорию Мечникова о фагоцитозе или он сведется к более понятной непосредственной нейтрализации двух веществ,—одно только не подлежит сомнению, что новое учение возникло на почве уже химического, а не биологического или виталистического представления о сущности процесса брожения и аналогических ему явлений, заразных болезней, вызываемых микробами. * Через год после этой моей почти одинокой защиты Бертло появилось замечательное исследование немецкого химика Бухнера (убитого теперь на войне), выделившего из дрожжей растворимый фермент спиртового брожения. После этого воззрение Бертло окончательно восторжествовало, хотя это не помешало его врагам (например, Дюгему) продолжать болтать о какой-то победе над ним Пастера. (Примечание 1918 г.). ** «В стекле», т. е. в стеклянной посуде, а не в живом только теле. *** Сюда же должно отнести и новое блестящее открытие, связанное с именем Пастеровского института. Кальмету, как известно, удалось найти токсин и антитоксин змеиного яда, а следовательно, и средство борьбы с этим бичом тропических стран.
ЛУИ ПАСТЕР 21 Желаю ли я этим снова умалить значение Пастера? Нимало; от меня далеко эта мысль. В прошлом столетии кто-то сострил: il у a quelqu'un qui a plus d'esprit que Voltaire—c'est tout le monde*. То же, с большим еще правом, можно сказать о науке. Есть кто-то, кто выше ученых, даже гениальных, это—сама наука в ее поступательном, эволюционном движении. Бертло, полемизируя с Пастером, указывал, что воззрение на брожение, как на химический процесс, лежащий в основе того физиологического язвления, которое наблюдал Пастер,—что это воззрение вытекает из неизбежного исторического хода развития всех наук и, в частности, физиологии, по которому сложные явления сводятся к простым и, следовательно, физиологические—к физическим и химическим. И, как мы видим, история уже оправдывает верность этой ссылки на нее Бертло. Быть может, как это также не раз повторялось в истории наук, ограничив область своего исследования, не углубляясь, как Бертло, в анализ изучаемого явления, Пастер тем успешнее сосредоточил свои силы на том, что в настоящий момент было всего важнее прочно установить,—на связи явлений с наличностью микроба; но также не подлежит сомнению, что будущее принадлежит этому более глубокому анализу явления. Итак, во всяком случае, не в предвзятых идеях, как полагают некоторые его поклонники, и даже вообще не в абсолютной новизне идей, за исключением гениальной идеи прививок искусственно ослабленной заразы, заключалось главное влияние этого могучего ума; оно заключалось в тайне сообщать этим идеям неотразимую, обязательную силу, благодаря его непогрешимому экспериментальному методу. Грядущие поколения, конечно, дополнят дело Пастера, но исправлять им сделанное едва ли придется, и, как бы далеко они ни зашли вперед, они будут итти по проложенному им пути, а более этого в науке не может сделать даже гений. III От качеств ученого перейдем к качествам человека. Здесь впереди всех достоинств выступал тот благородный энтузиазм, то бескорыстное, самоотверженное отношение, которое превращало его научную деятельность из простого занятия в служение идее и человечеству. В его жизни были минуты, когда он возвышался до геройства, конечно, не уступавшего геройству солдата на поле битвы или врача среди зараженного населения. В самый разгар одной из его работ, как всегда поглощавшей все его физические силы, так как усиленная умственная работа усложнялась у него обыкновенно бессонницей, лечивший его врач, видя, что все увещевания напрасны, нашелся вынужденным пригрозить ему словами: «Вам угрожает, быть может, смерть, а уж второй удар наверное». Пастер задумался на минуту и спокойно ответил: «Я не могу прервать своей работы. Я уже предвижу ее конец»: «Advienne que pourra, j'aurai fait mon devoir»**. И не,досадно ли после этого читать, как ставили ему в заслугу возвращение какого-то диплома, отказ от какого-то ордена,—ему, * «Существует кто-то, кто умнее самого Вольтера, это—весь свет». ** «Будь, что будет, я исполню свой долг».
22 К. А. ТИМИРЯЗЕВ хладнокровно высказавшему готовность ради науки отказаться от жизни*. Это высокое представление о служении науке Пастер сумел словом и примером сообщить и ближайшим своим сотрудникам и ученикам, в последние годы сгруппировавшимся вокруг него в его институте. Приложи эти люди свои таланты к непосредственным услугам жизни, на заводе или в медицинской практике, и все они сделались бы богачами; а какие состояния могли бы составиться при каждом моментальном увлечении общества новыми завоеваниями науки, пример тому можно было видеть в другой стране, по случаю преждевременного провозглашения способа лечить чахотку, а между тем эти люди,—говорит автор интересной брошюры «Pasteur et les pastoriens»**,—являют нам пример самых строгих добродетелей, обета бедности и бескорыстного служения человечеству, какие мир мог видеть разве только в лучшие моменты существования первоначальных монашеских орденов. Этот институт,—говорит нам автор, очевидно, коротко знакомый с его жизнью и обитателями,—этот институт—монастырь будущего, посвященный новому культу—культу науки. «Испытываешь какое-то отрадное, возвышающее душу чувство при виде исполненной нравственного достоинства жизни этих отшельников, особенно когда посравнишь их жизнь с -той адской * Французские шовинисты еще истекшим летом* пытались воспользоваться именем Пастера для какой-то крупной демонстрации против участия Франции в Кильских празднествах; потребовалось формальное запрещение старого ученого, чтобы остановить их затею. И не одни шовинисты готовы были экспло- атировать это славное имя в свою пользу. Пастер мог бы по праву применить к себе известное изречение: оборони бог от друзей, а с врагами я справлюсь сам. Такими непрошенными друзьями были французские клерикалы в эпоху его спора с Пуше. Теперь этот спор кажется отголоском седой старины, но нашему поколению живо памятны подробности этой страстной борьбы. Для людей науки вопрос о самозарождении был просто делом факта, результатом опытного исследования. Но французские клерикалы поспешили сделать из него вопрос религиозный и пробный камень религиозной благонамеренности. Пастер был провозглашен истинным сыном церкви, а на Пуше и его сторонников посыпались обвинения в подрывании основ религии и нравственности. Но вот что странно: в средние века, века искренней, глубокой веры, ни одна верующая душа не возмущалась общепринятым фактом, что какие-нибудь угри или мыши зарождаются из грязи, что глисты заводятся в кишках, а не заносятся в них с пищей. Даже в XVIII веке люди, искренно верующие, были сторонниками произвольного зарождения. Только в XIX веке, увидавшем людей, для которых их вера стала предметом газетной рекламы,—только в XIX веке вопрос о самозарождении стал тревожить чуткую совесть этих верующих. Французские клерикалы стали приходить в ужас при одной мысли, чтобы какая-то микроскопическая точка, в которой сами они, конечно, никогда не признали бы живого существа, чтобы эта точка могла возникнуть без родителей. Для людей, хладнокровно относившихся к происходившему, было ясно, что дело не в самом предмете спора, а в попытке клерикалов воспользоваться им, чтобы наложить свою руку на свободу научного исследования, если астрономия и геология успели ускользнуть, то тем более желательно было дать почувствовать эту руку биологии. И все, кому была дорога эта свобода, это право ученого приходить в конце своего исследования к тем выводам, которые вытекают из данных опыта, а не к тем, которые заранее предписаны из Рима, конечно, были возмущены преследованиями, которым подвергся Пуше со стороны клерикальной печати, Этим объясняется отпор, данный ей прессой либеральной, в жару полемики не всегда, впрочем, делавшей должное различие между Пастером и его непризванным и покровителями, между блистательно доказанным научным фактом и его эксплоатацией в видах преследования той же науки. ** Пастер и пастерианцы.
ЛУИ ПАСТЕР 23 •скачкой в борьбе за существование, которую представляет жизнь наших медиков из мирских». Этот новый монашеский орден, члены которого прежде всего как будто наложили на себя обет бедности, пример чего показал Ру, отклонивший от себя и предоставивший в распоряжение института даже то небольшое увеличение содержания, которое совет института присудил ему за его открытие,—этот монашеский орден имеет и своих миссионеров inpartibus infidelium*, как, например, Иерзена, которого можно видеть везде, где опасность: в Китае на чуме, на Мадагаскаре на лихорадке; имеет он и своих мучеников, как Тюилье, погибший в Египте на холере. Эти сходства выражаются и в каком-то общинном духе, который витает над этим учреждением. Лично бескорыстные, члены института своими трудами, благодаря все возрастающему спросу на вакцины, дифтеритную сыворотку и т. д., приобретают для института значительные средства. «Придет день,—говорит наш автор,—и он уже не далек, когда при добровольно наложенном на себя обете бедности ее членов сама община будет богата. В этот день она освободится от министерских субсидий и в то же время от государственной опеки. Может быть, я ошибаюсь,—продолжает он,—но мне представляется, что институт Пастера, независимый, сильный единением своих членов, которые противоставят свою нравственную чистоту и самоотверженность все возрастающей алчности врачей-практиков, что этот институт сделается силой, могучей социальной силой, с которой придется считаться. «И этой силой он воспользуется, в том не может быть сомнения, на благо страждущего человечества и ради торжества истины». В этих словах ученика и горячего поклонника слышится отголосок, самого учителя, не раз вспоминавшего, что вся его деятельность чуть не разбилась о препятствия, выражающиеся этими словами: «субсидия» и «опека». С горечью рассказывает он в одной из своих речей об одном академике, который в течение 10 лет сам принужден был мыть свою лабораторную посуду, потому что по «штату» ему не полагалось лабораторного служителя. В другой раз, разоблачая свое инкогнито, Пастер рассказывает, как ему, уже в то время знаменитому ученому, министр просвещения отказал в каких-то 1500 франках на устройство лаборатории на том основании, что «в бюджете министерства не имеется такой статьи». По счастью, борьба с этими «штатами>> и -«статьями» не убила окончательно энергии Пастера. На скудные собственные средства он устроил себе лабораторию где-то на чердаке Нормальной школы, а за отказ в каких-то жалких 1500 франках отомстил, подарив Франции миллиарды. Известны остроумные слова Гексли: «Пастер один своими открытиями уплатил большую часть немецкой контрибуции». И это—не звонкая фраза, а простое заявление факта. Одно шелководство давало Франции около 100 миллионов в год, но без вмешательства Пастера вся эта обширная отрасль народного труда была обречена на окончательную гибель. За двадцать слишком лет, истекших со времени исследований Пастера, это составит уже более двух миллиардов. Усовершенствования техники виноделия и пивоварения выражаются также почтенной цифрой. * «В странах неверующих», так называли иезуиты своих миссионеров·в Да· леких странах.
24 К. А. ТИМИРЯЗЕВ Ущерб от одной сибирской язвы оценивался, приблизительно, в двадцать миллионов в год. А сколько, жизней спасло применение его учения в хирургии и других областях медицины! Один из наших известных хирургов говорил мне, что смертность в лазаретах Севастополя и в последнюю восточную войну представляла почти обратные цифры: сколько умирало в Севастополе, столько выздоравливало на полях Болгарии. И все это, главным образом, благодаря Листеру*, т. е. Пастеру. А давно ли весь мир дрогнул от восторга, услыхав, что один из страшнейших бичей последнего времени, дифтерит, подчинился методу Беринга и Ру, этих проницательных исследователей, развивающих далее идеи Пастера. Статистики, если не ошибаюсь, оценивают человеческую голову в 4 000 франков. Сколько миллиардов составят в самом отделенном будущем эти четыре тысячи, помноженные на миллионы человеческих жизней, спасенных рациональным лечением болезней или их предупреждением здравой гигиеной, в первый раз почувствовавшей под собой прочную почву благодаря Пастеру. Но есть еще нечто, чего статистики не выражают цифрами, это— человеческие страдания. И кто попытается, хотя приблизительно, оценить ту бездну горя и душевных мук, которые исчезли и еще исчезнут с лица земли, благодаря Пастеру? Старые алхимики были не совсем неправы, усматривая какое-то сходство между брожением и философским камнем. В руках Пастера учение о брожении, если не превратило в золото неблагородные металлы, то сделалось источником несметного народного богатства; если не открыло тайны вечной молодости, то открыло тайну сохранения жизни^и борьбы со смертью. Где же исходная точка всех этих блестящих успехов, уже осуществленных в практической жизни, и тех еще более светлых ожиданий в будущем, предела которым мы еще не в состоянии даже и предвидеть? В одной из своих речей Пастер сам нам дает ответ. Это чуть ли не единственная из его речей, в которой звучит нотка страстности, столь чуждая всем его другим произведениям. Самое название указывает на жгучесть затронутого в ней вопроса: «Почему во Франции не нашлось людей, когда ей грозила гибель?» Ответ Пастера, может быть, и односторонен, но зато, по отношению к этой стороне вопроса, едва ли кто из живших в XIX веке людей мог сказать более авторитетное слово. Ответ Пастера прост и ясен. Во Франции в минуту бедствия не нашлось людей потому, что в предшествовавшие ему десятилетия пало уважение к точной науке, к теоретической науке, чистой науке—единственной науке, которую признавал Пастер. «Высшие школы в то время давали философов, историков, литераторов», или, наоборот, «только людей, прилагавших свои труды к промышленным операциям, эксплоатации мин, постройке железных дорог и т. д.», или, наконец, к медицине. «Но медицина,—замечает Пастер,—к сожалению, представляет скорее искусство, чем науку, и потому влияние ее факультета на распространение знаний не могло быть ощутительным... А в то же время,-^-говорит Пастер,—наш соперник, не жертвуя ничего на * Знаменитый английский хирург, применивший в хирургии приемы Пастера для обеззараживания ран и тем уменьшивший в огромных размерах смертность от неудачных операций.
ЛУИ ПАСТЕР 25 развитие своего земледелия и своей промышленности, отдавая все на нужды науки, сумел перевести большую часть своего уважения и своих жертв на работы ума в наиболее их возвышенной и свободной части, на прогресс наук во всем, что они имеют бескорыстного, так что имя Германии связано по какой-то ассоциации идей с именем университетов... Он понял,—этот народ,—что не существует прикладных наук, а только приложения науки... Он понял также, что первоначальное образование может принести счастливые плоды при том лишь условии, что оно будет вдохновляться высшим образованием». Он понял, что «на той ступени развития, которой мы достигли и которая обозначается именем ,,новейшей цивилизации", развитие наук, быть может, еще более необходимо для нравственного благосостояния народа, чем для его материального процветания... Общественные же власти Франции с давних пор не ведали этого закона соотношения между теоретической наукой и практической жизнью». Вспомним, что эти слова были сказаны в 1871 году, вспомним горячую, до болезненности страстную любовь Пастера к своей родине, и мы поймем, чего ему стоило это восхваление Германии, какой жгучей болью должна была отзываться в нем хотя бы эта мысль, что, произнося слово «университет», невольно хочется прибавить «немецкий»,—и мы оценим глубокую искренность высказываемых им истин и то высокое значение, которое они, очевидно, имели в его глазах. Но послушаем его далее: «Мало найдется людей, понимающих истинное происхождение чудес промышленности и народных богатств. Как одно только доказательство этого, я теперь приведу все чаще и чаще употребляемое в разговоре, в официальном языке, в разного рода статьях совершенно неподходящее выражение „прикладные науки4 с. Кто-то недавно в присутствии одного очень талантливого министра выразил сожаление, что научные карьеры бросаются людьми, которые с успехом могли бы на них подвизаться. Возражая на это, государственный муж старался доказать, что этому не следовало удивляться, так как в настоящее время значение теоретических наук уступило свое место господству прикладные наук. Нет ничего ошибочнее этого мнения, нет ничего, осмелюсь сказать, опаснее тех последствий, которые могут возникнуть на практике из подобных слов. Они запечатлелись в моей памяти как очевидное доказательство настоятельной необходимости реформ, требуемых нашим высшим образованием. Нет, тысячу раз нет, не существует ни одной категории наук, которой можно было бы дать название прикладных наук. Существуют науки и приложение наук, связанные между собой, как плод и породившее его дерево». Этот человек, более чем какой другой смертный сделавший для жизненной практики, человек, совершивший переворот почти во всех отраслях прикладного знания—в технологии, в земледелии, в медицине, этот человек отрицает самостоятельное значение этого знания, отказывает ему в названии науки. Не должны ли мы видеть в этом ответ и урок житейским мудрецам и негодующим моралистам, всегда готовым превозносить материальное и нравственное превосходство так называемого прикладного знания перед знанием теоретическим. Неужели и после этого яркого примера будет считаться государственной мудростью признание полезности практической деятельности тех, кто порою вкривь и вкось будут только повторять,
26 К. А. ТИМИРЯЗЕВ применять сделанное Постером, и—бесполезности теоретической деятельности новых Пастеров, тех, кто в своих лабораториях будут продолжать его дело? Неужели и после этого яркого примера найдутся смелые моралисты, которые будут проповедывать о праздной, эгоистической жизни ученого, не отзывающегося на непосредственные запросы жизни? В воображении невольно возникает такая картина. Лет сорок тому назад на чердачок École Normale проникает один из таких негодующих моралистов и, застав там бледного, больного человека, окруженного бесчисленными колбочками, разражается красноречивыми обличениями. «Стыдитесь,—говорит он ученому,—стыдитесь, кругом вас нищета и голод, а вы возитесь с какой-то болтушкой из сахара и мела! Кругом вас люди бедствуют от ужасных жизненных условий и болезней, а вас заботит мысль, откуда взялась эта серая грязь на дне вашей колбы! Смерть рыщет кругом вас, уносит отца, опору семьи, вырывает ребенка из объятий матери, а вы ломаете себе голову над вопросом, живы или мертвы какие-то точки под вашим микроскопом. Стыдитесь, разбейте скорее ваши колбы, бегите из лаборатории, разделите труд с трудящимися, окажите помощь болящему, принесите слово утешения там, где бессильно искусство врача»._ Красивая роль, конечно, выпала бы на долю негодующего моралиста, и ученому пришлось бы что-нибудь пробормотать в .защиту своей праздной, эгоистической забавы. Но как изменились бы зато эти роли, если бы наши воображаемые два лица встретились снова через сорок лет. Тогда ученый сказал бы моралисту приблизительно следующее: «Вы были правы, я не разделял труда с трудящимися,—но вот толпы тружеников, которым я вернул их миллионный заработок; я не подавал помощи больным,—но вот целые населения, которые я'оградил от болезней. Я не приходил со словами утешения к неутешным,—но вот тысячи отцов и матерей, которым я вернул их детей, уже обреченных на неминуемую смерть». А в заключение наш ученый прибавил бы со снисходительной улыбкой: «И все это было там, в той колбе с сахаром и мелом,—в той серой грязи на дне этой колбы, в тех точках, что двигались под микроскопом». Я полагаю, на этот раз пристыженным оказался бы благородно негодовавший, но близорукий моралист. Да, вопрос не в том, должны ли ученые и наука служить своему обществу и человечеству,—такого вопроса и быть не может. Вопрос в том, какой путь короче и вернее ведет к этой цели. Итти ли ученому по указке практических житейских мудрецов и близоруких моралистов, или итти, не возмущаясь их указаниями и возгласами, по единственному возможному пути, определяемому внутренней логикой фактов, управляющей развитием науки; ходить ли упорно, но беспомощно вокруг да около сложного, еще не поддающегося анализу науки, хотя практически важного, явления, или сосредоточить свои силы на явлении, стоящем на очереди, хотя с виду далеком от запросов жизни, но с разъяснением которого получается ключ к целым рядам практических загадок? Никто не станет спорить, что и наука имеет свои бирюагьки, свои порою пустые забавы, на которых досужие люди упражняют свою виртуозность; мало того, как всякая сила, она имеет и увивающихся вокруг нее льстецов и присосавшихся
ЛУИ ПАСТЕР 27 к ней паразитов. Конечно; но не разобраться в этом ни житейским мудрецам, ни близоруким моралистам, и, во всяком случае, крите- риумом истинной науки является не та внешность узкой ближайшей лользы, которой именно успешнее всего прикрываются адепты псевдонауки, без труда добывающие для своих пародий* признания их практической важности и даже государственной полезности. Великий ученый, смерть которого мы теперь оплакиваем, еще при жизни своей оказал такое влияние на практические стороны человеческой деятельности, какого, конечно, не оказывал еще ни один человек за всю историю цивилизации. В трех самых древних из человеческих искусств его деятельность вызвала переворот. В технологии он поставил на прочную рациональную почву все отрасли, ' имеющие в основе процессы брожения, и дал рациональные указания для практики шелковода. В земледелии его идеи, благодаря тому развитию, которое они получили в работах Шлезинга, Гельригеля и Виноградского, бросают совершенно новый свет на самые основные приемы и задачи агронома. В медицине... но, кажется, уже достаточно было нами сказано, чтобы выяснить его значение в этой области; один из его учеников очень остроумно замечает, что в истории цивилизации после того, как первобытный человек перестал бояться лесного зверя, не было более решительного шага, как тот, который сделал Пастер, научив бороться с еще более опасными, вездесущими микробами. И этот-то по результатам своих трудов, казалось бы, по преимуществу практический деятель был убежденным теоретиком, только за теоретическими знаниями признавал выдающееся значение и право называться наукой. Но, может быть, заметят: тем не менее, он целые годы посвящал вопросам исключительно узко практическим: пивоварению, болезни червей, сибирской язве. Да, но не потому, чтобы его ослепляла только практическая польза, могущая получиться в результате его работ, а потому, что именно эти вопросы всего удобнее и как раз во-время укладывались в рамку его теории, представляли самую удачную конкретную форму для ее проверки и дальнейшего развития. Почему обратил он внимание на пивоварение, а не занялся сахароварением? Ведь также со всех сторон раздавались сожаления, что эта отрасль промышленности, гордость французской нации, одно из завоеваний французского научного гения, падает, уступая немецкой конкуренции. Почему не занялся он филлоксерой, наносившей Франции еще больший ущерб, чем пебрина? А просто потому, что эти факты не имели никакого отношения к его теории. На эти явления она не могла пролить нового света, а Пастер, конечно, не находил полезным блуждать во мраке, руководясь только похвальным желанием добра, но не имея оснований ожидать его осуществления. Итак, что же сообщило новый толчок целым областям практической деятельности, что вызвало в особенности тот небывалый в истории человеческих знаний переворот, который дал право одному медику сказать, что отныне история медицины будет делиться на два периода: до и после Пастера? Что, собственно, случилось? Химик * См. мою брюшюру «Пародия науки», в которой я изобличил такую пародию профессора А. П. Богданова, когда-то пользовавшегося большим автороте* том, особенно у властей.
28 К. А. ТИМИРЯЗЕВ остановил свое внимание на физиологическом вопросе, представлявшем исключительно теоретический интерес, а в результате изменилась судьба самой осязательно-практической из отраслей человеческой деятельности*. Практической, в высшем смысле этого слова, оказалась не вековая практика медицины, а теория химика. Сорок лет теории дали человечеству то, чего не могли ему дать сорок веков- практики. Вот главный урок, который мы должны извлечь из деятельности этого великого ученого. Стоя на пороге XX века и вдумываясь в значение деятельности типического представителя XIX века, отметившего себя небывалым развитием науки о природе и в небывалой мере увеличившего власть человека над природой, невольно переносишься мыслью в другую, не менее великую эпоху на рубеже XVI и XVII веков, когда только- возникло то движение, результаты которого мы теперь так ясно видим. Невольно останавливаешься на вдохновенных словах мыслителя, почти опьяненного первыми успехами точного знания и на пороге XVII века пророчившего о том, что XIX век в значительной мере уже успел осуществить. Пастер является как бы живым воплощением того идеала знания, который витал в восторженном воображении Бэкона**. В третьем афоризме своей бессмертной книги Бэкон раз навсегда устраняет эту ходячую антитезу между теорией и практикой—между знанием и властью человека над природой. Что в теории причина, то средство для практики. Только знание причины явлений дает человеку в руки и средство управлять ими. А находить причину явлений нас учит, только опыт. Но опыт, может быть двоякий: существуют expérimenta fructifera, опыты плодоносные, когда человек в погоне за ближайшей осязательной пользой нередко даже вовсе не достигает своей цели и, во всяком случае, осуществляет* немногое; существуют и expérimenta lucifera, опыты светозарные, в которых, не руководясь узкой утилитарной целью, он стремится только к объяснению явлений и в результате освещает целые обширные области фактов. Луи Пастер и был этим гением экспериментального метода, обладавшим тайною этих «светозарных опытов», которые, объясняя природу, тем самым сообщают человеку власть над, нею. Он был тот человек, пришествие которого восторженно возвещал Бэкон,—«человек, истолкователь природы и ее властелин», Homo naturae minister et interpres***. К. A. Тимирязев * При этом невольно приходит на память и другой пример: физик Гельм- гольтц совершенно изменил характер целой отрасли медицины—офтальмологии. ** Франсис Бэкон—великий английский мыслитель, первый понявший истинное значение науки и пророчивший ее предстоящее развитие. Прошедшие после того три столетия блестящим образом подтвердили это пророчество. *** Может быть, заметят, что мой перевод этих слов не вполне соответствует латинскому тексту Бэкона, но зато он приближается к непосредственно предшествующим словам, т. е. к рамому заглавию книги: Novum Organum—de inter- pretatione naturae sive de regno hominis. Новое орудие, или об истолковании природы и о пришествии царствия человека. Через два года (в 1920 г.) исполнится триста лет со дня появления этого великого произведения, и, если человечество1 успеет очнуться от охватившего его припадка острого безумия, оно, конечно, помянет одного из величайших своих учителей. [Эта приписка сделана в 1918 году. См. примечание' на стр. 11].
ОТ РЕДАКЦИИ Пастер-химик стал основоположником науки о микроорганизмах и их жизнедеятельности. Заинтересовавшись в начале своей научной деятельности преимущественно вопросами молекулярной физики и химической кристаллографии, Пастер перешел затем к изучению процессов брожения. Исследования в этой области привели его к постановке вопроса о невозможности самопроизвольного зарождения микроорганизмов и к выяснению причин инфекционных болезней. Разработка вопросов брожения является, таким образом, центральным пунктом в творческой деятельности великого ученого. Предлагаемая вниманию читателя книга, в которую вошли переводы отдельных сообщений, мемуаров и исследований Пастера по вопросам брожения, содержит в себе наиболее важные работы Пастера в этой области. Первая работа Пастера в области брожений касается молочнокислого брожения. За нею следуют работы о спиртовом брожении. В связи с ролью дрожжей в спиртовом брожении возникает вопрос об анаэробиозе. Первыми микроорганизмами, облигатными анаэробами, обнаруженными Пастером, являются маслянокислые бактерии, или, как называет их Пастер, вибрионы. В настоящий сборник включены сообщения об инфузориях, живущих без воздуха, и о новых опытах и взглядах на природу брожений—сообщения, в которых Пастер излагает теорию анаэробиоза, касаясь при этом и маслянокислых бактерий и дрожжей. В- сборник вошли также работы Пастера, посвященные молекулярной диссимметрии и гниению. Пастер принадлежит к числу ученых, которым практика представляется естественным продолжением теории. Для Пастера практика сливалась с теорией. Недаром он говорит: «Нет, тысячу раз нет, не существует ни одной категории наук, которой можно было бы дать название прикладных наук. Существуют науки и применения паук, связанные между собой, как плод и родившее его дерево»*. Теории, разработанные Пастером, дали богатый урожай практике. В отношении бродильных процессов Пастер останавливается на практическом приложении теории в «Исследованиях об уксусе» * [В. В а ль ри-Р а до].—Луи Пастер. История одного ученого. Перевод с 10 французского издания под редакцией Η. Ф. Гамалеи с предисловием И. И. Мечникова. Одесса, 1889 г.
30 ОТ РЕДАКЦИИ и в «Исследованиях о пиве». В этих трудах широко развернута полемика с Берцелиусом, Либихом и другими сторонниками химической теории брожения. В «Исследованиях о пиве» Пастер останавливается не только на болезнях пива и на теоретическом обосновании усовершенствования пивоваренного производства, но и на вопросах, касающихся анаэробиоза, самопроизвольного зарождения, полиморфизма микроорганизмов, возможности перехода одних микроорганизмов в другие, и на ряде других вопросов. Сообщения, мемуары и исследования, включенные в настоящий сборник, были опубликованы за время с 1857 по 1876 г.—на заре истории микробиологии, когда вырабатывались основы новой науки. Хотя мы в изучении многих вопросов подвинулись далеко вперед, однако произведения Шстера сохраняют для нас свою свежесть и в настоящее время, и многое имеет для нас не только историко- научный интерес. Многие вопросы, которые Пастер подвергает обсуждению в своих разнообразных исследованиях о брожениях, еще не разработаны с достаточной полнотой, и мысли, высказываемые Пастером, могут служить еще импульсом для исследователя нашего времени. Включенные в настоящее издание работы Пастера переведены полностью, без каких-либо пропусков; в книгу не вошла только последняя глава «Исследований о пиве». Вынесенные за текст примечания имеют целью дать некоторые разъяснения, касающиеся отдельных мест основного текста, и более подробно осветить ряд вопросов в связи с их современным состоянием. Сообщения, мемуары и исследования для настоящего сборника перевели: «Сообщение о так называемом молочнокислом брожении», сообщения о спиртовом брожении и «Мемуар о спиртовом брожении»— М. П. Корсакова. «Сообщение относительно Pénicillium glaucum и молекулярной диссимметрии естественных органических соединений», «Инфузории,, живущие без свободного кислорода и вызывающие брожение», «Но-' вые опыты и взгляды на природу брожений» и «Исследования о гниении»—И. П. Лаиге-Поздеева. «Исследования об уксусе»—P.C. Кацнельсон и А. Л. Быч- ковская. «Исследования о пиве»—М. П. Корсакова, Р. С. Кацнельсон, А. Л. Бычковская и И. П. Л анге-Поз деева.
Луи Π acme ρ в 1852 году.
ИССЛЕДОВАНИЯ О БРОЖЕНИЯХ МОЛОЧНОКИСЛОМ,МАСЛЯНОКИСЛОМ, СПИРТОВОМ И ДР. й
СООБЩЕНИЕ О ТАК НАЗЫВАЕМОМ МОЛОЧНОКИСЛОМ БРОЖЕНИИ1 РЕЗЮМЕ АВТОРА * Исследования, произведенные мною над свойствами амиловых спиртов и над весьма замечательными кристаллографическими особенностями их производных, побудили меня заняться брожением**. Я буду иметь честь представить впоследствии Академии наблюдения, обнаруживающие неожиданную связь между явлениями брожения и молекулярной диссимметрией, свойственной естественным органическим соединениям2. Условия образования и производства молочной кислоты хорошо известны химикам. Мы знаем, что достаточно прибавить к раствору сахара в воде некоторое количество мела, поддерживающего нейтральную реакцию среды, вместе с каким-нибудь азотистым веществом, вроде казеина, клейковины, животных оболочек и т. п., чтобы сахар превратился в молочную кислоту. Но объяснение этого явления еще весьма туманно. Совершенно неизвестно, каким^ способом действует азотистое пластическое вещество3. Вес его не меняется сколько-нибудь заметным образом. Оно не гниет. И, тем не менее, оно преобразуется. Оно подвергается непрерывным и явным изменениям, хотя и трудно сказать, в чем именно они заключаются. Самые тщательные исследования не могли до сих пор обнаружить при такого рода процессах развития организмов. В тех случаях, когда они были найдены, было установлено, что они появлялись случайно и приносили только вред самому явлению. Таким образом, факты как бы подтверждают взгляды Либиха***. По его мнению, ферменты представляют собой вещества, которые с чрезвычайной легкостью изменяются и, разлагаясь, вызывают, вследствие испытываемых ими самими изменений,. брожение. Они расшатывают частицы сбраживаемого вещества и расщепляют их. В этом, по Либиху, и состоит основная причина всякого брожения, и это же составляет начало большей части заразных болезней. Такой взгляде каждым днем приобретает все новых сторонников. Это можно * Pasteu г.—С. г. d. Г Acad, des Se, 45, 1857, 913—916. ** Pasteu г.—G. r. d. l'Acad. des Se, 41, 1855, 296. *** Из новых исторических исследований Chevreul (Journ. des savants, 1856, p. 94) вытекает, "что Stahi уже высказывал относительно спиртового брожения мнения, близкие к идеям Либиха. Л Пастер. 3
34 ЛУИ ПАСТЕР видеть из сообщения Фреми и Бутрона* о молочнокислом брожении, из тех страниц прекрасного посмертного труда Жерара** которые относятся к брожению и его возбудителям, и, наконец, из только что появиЕшегося сообщения Бертло*** о спиртовом брожении. Все указанные работы дружно отвергают мысль о каком бы то ни было значении организации материи и жизненных явлений для занимающих нас процессов брожения. Я пришел к совершенно другой точке зрения. В первой части настоящей работы я намерен установить, что в той же мере, в какой существует фермент спиртового брожения— пивные дрожжи, встречающиеся неизменно там, где сахар разлагается на спирт и углекислоту, существует и особый фермент— молочнокислые дрожжи4, присутствующие во всех тех случаях, когда из сахара образуется молочная кислота. Я собираюсь доказать также, что способность всякого азотистого пластического вещества превращать сахар в указанную кислоту объясняется только тем, что оно является подходящим питательным веществом для этого возбудителя брожения. В некоторых случаях при обыкновенных молочнокислых брожениях мы видим над осадком мела и азотистого соединения какое-то серое вещество, образующее иногда на поверхности осадка особую зону. Рассматривая его в микроскоп, мы не обнаруживаем никакой разницы между ним и казеином, глутеном и т. п. Мы не находим никаких указаний на то, что оно представляет собою особое соединение, или на то, что оно образовалось во время брожения. Однако именно ему-то и принадлежит главная роль. Я укажу прежде всего способ его выделения и получения в чистом виде. Извлекаем из пивных дрожжей их растворимую часть, нагревая их некоторое время с 15—20 частями воды до температуры кипения. Тщательно фильтруем жидкость. Растворяем в ней около 50 г сахара на литр, прибавляем мела и засеваем эту среду следами серого вещества, которое, как я только что говорил, появляется при обыкновенном, хорошо развившемся молочнокислом брожении. На другой же день обнаруживается интенсивное типичное брожение. Совершенно прозрачная вначале жидкость мутнеет, мел мало-помалу исчезает, появляется осадок, непрерывно и постепенно увеличивающийся по* мере растворения мела. Наблюдаются все признаки и хорошо известные явления молочнокислого брожения. Дрожжевую воду можно заменить в подобном опыте отваром любого азотистого пластического вещества, свежего или уже начавшего портиться. Ознакомимся теперь с характерными особенностями вещества, образование которого связано с явлениями, известными под названием молочнокислого брожения. По своему внешнему виду оно напоминает пивные дрожжи, если их рассматривать в общей массе, отжатыми от воды или спрессованными. Под микроскопом видно, что" оно состоит из мелких шариков, или очень коротеньких члеников, разобщенных или собранных в кучки, образующих неправильные хлопья. Эти шарики, по размеру гораздо меньшие, чем шарики пивных дрожжей, обладают * Boutron et Frem у.—Ann. de chimie et de physique. 3-me série 11, 1841, 257. ** Gerhard t.—Traité de chimie organique. Paris, 1856. *** Berthelo t.—С. r. d. l'Acad. des. Se, 44, 1857, 702—706.
СООБЩЕНИЕ О ТАК НАЗЫВАЕМОМ МОЛОЧНОКИСЛОМ БРОЖЕНИИ 35 сильным броуновским движением. Хорошо промытые путем декантации, затем разведенные в чистой воде с сахаром, они сразу начинают подкислять ее, но весьма медленно, так как кислота очень затрудняет их действие на сахар. При прибавлении мела, поддерживающего нейтральную реакцию среды, превращение сахара заметно ускоряется. Даже в опыте с очень небольшим количеством вещества выделение газа начинается раньше, чем через час, причем в жидкости появляется молочнокислый кальций и кальциевая соль масляной кислоты. Требуется очень мало таких дрожжей*, чтобы разложить большие количества сахара. Подобные брожения происходят преимущественно без доступа воздуха; в противном случае им препятствуют паразитические растения или инфузории. Итак, молочнокислое брожение является, подобно обыкновенному спиртовому брожению, процессом, связанным с образованием азотистого вещества, обладающего всеми свойствами организма, близкого к микодерме и очень близкого, повидимому, к пивным дрожжам. Но трудности, которые представляет решение данного вопроса, преодолены только наполовину. Сложность его крайне велика. Молочная кислота является, несомненно, главным продуктом брожения, по имени которой оно названо молочнокислым. Но она образуется далеко не одна. Ей неизменно сопутствуют масляная кислота, спирт, маннити еще какое-то слизистое вещество. Соотношение этих веществ подвержено самым прихотливым изменениям. С маннитом связано одно загадочное обстоятельство. Мало того, что количество, в котором он появляется, подвержено огромным изменениям. Бертло установил недавно, что если в молочнокислом брожении заменить сахар маннитом, (вставив все другие условия прежними, то маннит начнет бродить, давая спирт, молочную кислоту и масляную кислоту**. Как же допустить4 после этого возможность образования маннита при молочнокислом брожении, раз он должен, повидимому, разрушаться по мере своего образования? Исследуем тщательнее, чем мы это делали до сих пор, химические свойства нового возбудителя брожения. Я уже говорил, что последний, будучи хорошо промыт, после внесения в раствор сахара в чистой воде постепенно подкисляет жидкость. По мере того как жидкость становится все кислее, превращение сахара при таких условиях все более и более затрудняется. Если мы произведем анализ жидкости^ чего можно с успехом достигнуть только после насыщения кислот мелом и последующего разрушения излишков сахара пивными дрожжами, то в выпаренной жидкости мы найдем в различных количественных соотношениях, с одной стороны, маннит, с другой—слизистое вещество. Таким образом, промытые молочнокислые дро^кжи в присутствии сахара разлагают его на различные вещества, среди которых всегда встречается маннит. Но это происходит только при условии, когда жидкость может быстро подкисляться. Ибо, если тот те самый опыт повторить, прибавив немного мела, чтобы среда все время оставалась нейтральной, то ни клейкого вещества, ни маннита не появится, или, вернее, они не смогут сохраниться, * Пастер называет молочнокислые бактерии молочнокислыми дрожжами.— Ред. ** Berthelo t.—С. г. de l'Acad. des Se, 44, 1857, 1002. 3*
36 ЛУИ ПАСТЕР потому что, как будет видно, в подобном случае окажутся в наличии все условия их собственного превращения. Как я уже упоминал, Бертло доказал, что если при молочнокислом брожении заменить сахар маннитом, этот последний начинает бродить. Нетрудно убедиться, что во многих случаях брожение маннита вызывается появлением возбудителей молочнокислого брожения. Если к раствору чистого маннита примешать мел и свежие промытые возбудители молочнокислого брожения, то выделение газа и разложение маннита начнется уже через час. Образуются углекислота и водород, а в жидкости происходит накопление всех продуктов брожения маннита: спирта, молочной и масляной кислот. Что касается масляной кислоты, то опыты доказывают, что возбудители молочнокислого брожения действуют непосредственно на молочнокислый кальций, образуя углекислый кальций и кальциевую соль масляной кислоты. Но сначала они действуют на сахар. Поскольку этот последний находится в жидкости, он сбраживается в первую очередь, ранее молочной кислоты. В ближайшее время я буду иметь честь доложить Академии о применении заключающихся в настоящей работе общих идей и новых экспериментальных методов к другим брожениям.
СООБЩЕНИЕ О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ [I]5 РЕЗЮМЕ АВТОРА * произвел экспериментальные исследования над спиртовым брожением, применяя метод, описанный мною в сообщении, которое я имел честь представить недавно Академии**. Необходимо сопоставить результаты этих работ, так как они взаимно поясняют и дополняют друг друга. В спиртовом брожении следует различать, как известно, два случая. Дрожжи действуют или в чистой воде с сахаром или в присутствии белковых веществ. В первом случае дрожжи истощаются и утрачивают способность снова вызывать брожение. Во втором— они сохраняют свою активность. В конце опыта их получают в количестве большем, чем то, которое было внесено. Они регенерируются, или, 'вернее, разрушаются, в той же степени, как и в первом случае, но во втором случае они образуются вновь, и вес исчезнувших дрожжей с излишком покрывается весом вновь образовавшихся. Исследователи считают, что сухой вес исчезнувших дрожжей приблизительно равняется \х\г частям на 100 частей сахара. Разложение дрожжей в том случае, когда они в чистой сахарной воде доходят до истощения, представляет собою один из важнейших фактов, который имеет наибольшее значение для теории Либиха. «Если бы,—говорит он,—брожение было следствием развития и размножения шариков***, то они не могли бы вызвать его в чистой сахарной воде, где нет остальных существенных условий, необходимых для проявления их жизнедеятельности. В такой воде отсутствуют азотистые вещества, без которых не могут образоваться содержащие азот составные части шариков». Нельзя не признать, что если хорошо промытые дрожжи, внесенные в чистую сахарную воду, подвергаются только порче и разрушению, то взгляд на спиртовое брожение, как на процесс, связанный с их развитием, должен быть отвергнут. Опыт покажет нам, что факты, на которые опирается Либих, далеко не столь точны, как он думает, и что при брожении в чистой * С. г. de l'Acad. des Se, 45, 1857, 1032. ** См. предыдущее сообщение в этой книге.—Ред. *** Здесь, как и в дальнейшем тексте, под названием шарики (globules) имеются в виду клетки дрожжей. Далее в переводе мы повсюду вместо слова «шарики» употребляем слова «дрожжевые клетки» или просто «дрожжи».—Ред. я
38 ЛУИ ПАСТЕР сахарной воде имеют место и жизнь и организация материи в той же мере, как и во всяком жизненном процессе. Я беру две равные части свежих, хорошо промытых дрожжей. Одной из них я вызываю брожение чистой сахарной воды. Из другой порций, прокипятив ее с большим количеством воды, я извлекаю целиком все растворимые вещества и, отфильтровав дрожжи, прибавляю к прозрачной жидкости столько же сахару, сколько я внес при первом брожении, и столь незначительные следы свежих дрожжей, что их вес не может исказить результатов опыта.' Засеянные дрожжи почкуются, жидкость мутнеет, постепенно образуется осадок дрожжей, и параллельно происходит разложение сахара, которое можно обнаружить уже через несколько часов. Такие результаты легко было предвидеть. Но вот факт, который следует отметить. Вызывая подобным приемом организацию растворимой части дрожжей в дрожжевые клетки, мы находим разложение значительного по весу количества сахара. Приведу данные одного из опытов: 5 г дрожжей сбродили в шесть дней 12,9 г сахара и оказались истощенными; растворимая часть тех же 5 г дрожжей сбродила в девять дней 10,1 г сахара, а развившиеся из посевного материала дрожжи также сказались истощенными. Итак, когда мы вызываем организацию растворимой азотистой части пивных дрожжей в дрожжевые клетки, то они разлагают сахар в количестве, приблизительно равном тому весу сахара, который может быть разложен такой порцией сырых дрожжей, какая послужила для извлечения этой растворимой части. Разница в весе сахара, сброженного в этих двух случаях, вполне, впрочем, понятна. Развитие дрожжевых клеток в очень сильно разбавленной дрожжевой воде должно происходить с трудом; с другой стороны, путем кипячения нелегко извлечь из дрожжей всю их растворимую часть, задерживаемую, по всей вероятности, внутри клеток дрожжей. С этими выводами непосредственно связано объяснение некоторых явлений брожения, казавшихся всегда удивительными. Тенар уже давно заметил, что дрожжи могут быть высушены при 100°* или доведены до кипения, не утрачивая сколько-нибудь заметным образом своей активности. Особенность их действия при таких условиях состоит в том, что брожение возникает не так быстро, как со свежими дрожжами, и протекает медленнее. На эти любопытные факты указывают опять-таки химики, разделяющие взгляды Либиха и Берце- лиуса и не признающие значения организации живой материи для занимающих нас явлений. Ведь температура в 100° должна уничтожить всякую жизнь в пивных дрожжах, однако они продолжают бродить и после того, как были подвергнуты действию такой высокой температуры, одновременно с длительным высушиванием или без него. Подобным явлениям, на мой взгляд, может быть дано вполне естественное объяснение. Я считаю установленным, что главное значение в пивных дрожжах имеют не самые дрожжевые клетки, а процесс их образования из растворимой части. Я доказываю, что можно устранить образовавшиеся дрожжевые клетки, и общее действие дрожжей на сахар останется прежним. Фактически совершенно безразлично, уничтожить ли их путем фильтрования, отделив растворимые вещества, или же убить их нагреванием до 100°, оставив их примешанными к растворимой части. Применяя дрожжи, высушен-
СООБЩЕНИЕ О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ 39 ные при 100°, мы имеем дело с последним случаем. Тот же случай мы имеем и при работе с дрожжами, доведенными в воде до кипения, если только их растворимая часть не удалена посредством фильтрования. Если же мы профильтруем прокипяченные дрожжи и возьмем оставшиеся на фильтре дрожжевые клетки, то они окажутся почти совершенно инертными вследствие того, что их отделили от растворимой части. Но, скажут мне, каким же образом брожение сахара может возникнуть при применении дрожжей, нагретых до 100°, если оно вызывается исключительно образованием дрожжевых клеток за счет их растворимой части, а имеющиеся дрожжевые клетки полностью парализуются температурой в 100°? Брожение возникает тогда совершенно так же, как и в естественной сахаристой жидкости, в виноградном соке, в растворе тростникового сахара и т. п., т. е. самопроизвольно, и именно от этого и зависит особенность, названная мною задержкой брожения и вызываемая предварительным высушиванием дрожжей при 100°. Им же в равной мере объясняется и большая продолжительность действия дрожжей в подобных условиях. Мы видим, таким образом, что во всех случаях, даже в тех, которые должны как будто заставить нас сомневаться во влиянии органической жизни на явления брожения, химический процесс, характеризующий эти явления, неизменно связан с образованием дрожжевых клеток, образованием медленным, но непрерывным, подобным самому химическому процессу. Следующие наблюдения, подтверждая предыдущие данные, проливают новый свет на сущность брожений. Теории брожения исходят из того положения, что фермент ничего не дает сбраживаемому веществу и ничего не воспринимает от него. Я же докажу, наоборот, что дрожжи заимствуют известные элементы у сахара, что сахар является одним из питающих их веществ, что количества спирта, углекислоты (молочной кислоты) не равны общему весу сахара, переставшего после брожения кристаллизоваться. Получить такие результаты нетрудно. Достаточно взять два равных количества промытых свежих дрожжей, высушить одно из них в весовом стакане (при 100°) и установить затем его точный вес. Вес этот будет во всяком случае меньше веса другого количества, также высушенного при 100°, но уже после того, как оно было доведено до истощения, в присутствии избытка сахара. Указанная разница в весе меняется, но всегда бывает весьма значительной. Следует, впрочем, •заметить, что для тех дрожжей, которые весят больше, существуют причины больших потерь в весе. Этот любопытный и неожиданный результат позволил объяснить факт, очень удивлявший меня в начале этих исследований. Когда дрожжи истощаются в чистой сахарной воде, предполагается, что весь их азот превращается в соль аммиака. В действительности же во время брожения образуются ничтожные количества аммиака, по сравнению с теми, которые должны были бы появиться, чтобы ими можно было объяснить уменьшение содержания азота в дрожжах, Потеря азота в дрожжах только кажущаяся. Она зависит, главным образом, от их увеличения в весе, вследствие усвоения сахара—вещества, лишенного азота. Заключения, которые можно вывести из предыдущих фактов, очевидны для каждого. Разложение сахара на спирт и углекислоту 5*
40 ЛУИ ПАСТЕР представляет собою процесс, связанный с явлениями жизни, с образованием дрожжевых клеток, в котором сахар принимает непосредственное участие, доставляя часть элементов для их построения. Прежде чем кончить, я прошу у Академии разрешения сообщить еще один результат моих работ, которому я придаю большое значение. Я открыл способ сбраживания винной кислоты, который очень легко применим к обыкновенной правой винной кислоте и очень плохо или совсем неприменим к левой. И вот—странная вещь, хотя предыдущее наблюдение позволяет это предвидеть. Когда виноградная кислота, представляющая собой соединение двух винных кислот—молекулы правой и молекулы левой винной кислоты—подвергается сбраживанию, то она разлагается на правую кислоту, которая сбраживается, и левую, остающуюся не затронутой брожением, так что лучшим известным мне в настоящее время способом выделения левой винной кислоты является разложение виноградной кислоты путем брожения. Я должен прибавить, что природа продуктов брожения винной кислоты, по сравнению с природой новых кислот, которые я нашел при брожении обыкновенного сахара, вместе с любопытными отношениями между кристаллическими формами тростникового сахара и винной кислоты, дает мне основание думать, что тростниковый сахар имеет, вероятно, то же молекулярное строение, что и эта кислота. Таким образом, таинственные явления брожения, которые, казалось, должны были удалить меня от предмета прежних исследований, расширяют их.
СООБЩЕНИЕ О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ [II] РЕЗЮМЕ АВТОРА* ΙΓΤ[ осле того как точные анализы Гей-Люссака и Тенара, а равно 1 и Соссюра окончательно установили состав сахара и спирта, JL легко было предположить с теоретической точки зрения, что из спирта и углекислоты можно образовать сахар. Об этом писал Гей-Люссак в 1815 году в очень поучительном письме Клеману, которое оканчивается следующими словами: «Если мы теперь допустим, что по сравнению со спиртом и угольной кислотой, которые являются единственными осязательными результатами брожения, другими продуктами, образуемыми ферментом, можно пренебречь..., то найдем, что из 100 частей сахара 51,34 превращаются во время брожения в спирт, а 48,66—в углекислоту»**. Этот теоретический вывод Гей-Люссака совпал со взглядами на спиртовое брожение, высказанными за 25 лет перед тем Лавуазье, и рассеял все сомнения, которые рано или поздно непременно вызвали бы неточные опыты знаменитого химика. Было, однако, известно, что опыт не вполне оправдывает теорию Гей-Люссака, ибо Лавуазье справедливо указал на то, что небольшая часть сахара превращается в какую-то органическую кислоту, по его мнению—уксусную, но которую уже много лет все единогласно считают молочной. Результаты моих исследований существенно расходятся с общепринятыми мнениями о продуктах брожения. 1. Кислота спиртового брожения ни в коем случае не представляет собою уксусной или молочной кислоты. 2. Спирт и углекислота не являются единственными продуктами разложения сахара. К ним неизменно присоединяются янтарная кислота и глицерин. Количество янтарной кислоты колеблется между 0,005—0,007, количество глицерина—между 0,025—0,036 от веса сбраживаемого сахара. 3. Из количеств спирта и углекислоты нельзя составить уравнения с данным количеством сахара. Другими словами, спирт и углекислота получаются не в том соотношении, которое указывает теоре- * Pasteur.—С. г. de l'Acad. des Se, 48, 1859, 1149—1152. * * G a y-L u s s a c. —Lettre à M. Clément sur l'analyse de l'alcool et de l'étlter sulfurique, et sur les produits de la fermentation. Ann. de chimie, 95, 1815, 318.
42 ЛУИ ПАСТЕ Ρ тическое уравнение. Углекислоты выделяется больше, чем того требует вес образовавшегося спирта. 4. Больше 1 % сахара (от 1,2 до 1,5) усваивается дрожжами в виде различных веществ, среди которых я обнаружил целлюлозу и жиры. В общем, на 100 г сбраживаемого сахара 5—6 г разлагаются не согласно уравнению Лавуазье и Гей-Люссака, и эта часть сахара, присоединяя воду, образует в наиболее простых случаях следующие продукты: Янтарной кислоты от 0,6 до 0,7 г Глицерина » 3,2 » 3,6 » Углекислоты » 0,6 » 0,7 » Целлюлозы, жировых веществ и других еще не определенных продуктов » 1,2 » 1,5 » Итого . . от 5,6 до 6,5 г Из остального сахара можно, повидимому, составить уравнение со всем количеством спирта и другой частью углекислоты, соответственно отношениям равенства Лавуазье и Гей-Люссака. При этом возникает очень интересный вопрос. Мы видели, что химический процесс брожения вовсе не отличается той простотою, которую ему до сих пор приписывали. Возможность составлять урав- нения между сахаром, с одной стороны, и спиртом и углекислотой— с другой, явилась причиной этой иллюзии. Но усложнение, внесенное выводами из моей работы, не является ли скорее кажущимся, чем реальным? Не следует ли предположить, что янтарная кислота, глицерин и сопровождающая их углекислота образуются в результате какого-нибудь вторичного, случайного процесса? Привычка рассматривать спиртовое брожение, как явление, отличающееся большой простотой, заставит многих думать, что глицерин и янтарная кислота являются только побочными продуктами спиртового брожения, продуктами, получающимися, быть может, в результате другого, параллельного брожения, вызванного какой-то особой, неизвестной причиной, что главный процесс действительно таков, каким его считали прежде, и что можно и впредь придерживаться взгляда на сахар, как на вещество, разлагающееся почти исключительно на спирт и углекислоту, согласно простым отношениям уравнения Лавуазье и Гей-Люссака. Я присоединился бы, без сомнения, к этой точке зрения, если бы мне удалось в каком-нибудь отдельном случае провести сбраживание сахара без образования янтарной кислоты и глицерина. Но, осуществив более ста анализов продуктов брожений, протекавших при самых разнообразных условиях, я ни разу не получил такого результата. Количество обоих означенных продуктов иногда уменьшалось или увеличивалось, причем отношение между ними не менялось в границах точности моих аналитических приемов; но не было случая, чтобы они отсутствовали. Я весьма склонен, таким образом, считать спиртовое брожение явлением простым, единым и вместе с тем крайне сложным, какими бывают связанные с жизнью явления, дающие место многообразным и равно необходимым продуктам. Академии небезынтересно будет узнать, может быть, о том, как я применил указанные результаты к анализу вина. Всякому известно,
СООБЩЕНИЕ О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ 43 что вино представляет собою сладкий сок винограда, подвергнутый спиртовому брожению. Раз янтарная кислота и глицерин являются постоянными продуктами брожения, они необходимо должны встречаться и в вине. И они, действительно, находятся там в сравнительно значительном количестве. Вы удивитесь, узнав, что литр вина содержит 6—8 г глицерина и 1—1,5 г янтарной кислоты. Твердый осадок после выпаривания литра вина составляет, согласно исследованиям, 15—20 г; мы видим, таким образом, что больше трети, часто больше половины, твердых веществ вина были до сих пор неизвестны. Во второй части моей работы я занимаюсь подробно возбудителем брожения, его природой и превращениями. Место не позволяет мне дать резюме этой части в настоящем сообщении.
MEМУАР О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ* ВВЕДЕНИЕ Я называю спиртовым брожением брожение сахара под влиянием фермента, известного под названием пивных дрожжей. Оно является тем брожением, которое дает вино и все спиртные напитки. Оно же послужило прототипом для ^множества аналогичных явлений, которые обычно называют брожением с присоединением названия одного из основных продуктов того частного процесса, который рассматривается. Из самой условности принятой номенклатуры следует, что выражением спиртовое ôpooicenue нельзя обозначать всякий процесс брожения, при котором образуется спирт; могут встречаться различные виды брожения, обладающие этим общим признаком. Если бы не пришли заранее к соглашению относительно того, какое из этих весьма различных явлений одно должно носить название спиртового брожения,—это неминуемо повлекло бы за собой путаницу в терминологии, которая от слов перешла бы в область самих представлений и затемнила бы вопрос и без того слишком темный, чтобы его еще искусственно усложнять. Всякие колебания относительно слов спиртовое брожение и их точного значения казались мне, впрочем, несостоятельными, так как эти слова употреблялись Лавуазье, Гей-Люссаком и Тенаром в применении к брожению сахара, вызываемому пивными дрожжами. Не следовать примеру этих знаменитых учителей, положивших начало нашим знаниям по этому вопросу, было бы рискованно и бесполезно**. В первой части моей работы я изучаю, что происходит с сахаром под влиянием спиртового брожения; во второй—я специально оста- * Annales de chimie et de physique, 3-esér.,58, 1860, p. 323—426. ** Бертло называет спиртовым брожением процессы, которые, по-моему, все, без исключения, относятся к молочнокислому брожению (Annales de chimie et de physique, 3-esér., 50, 1852, p, 322—360). Замена выражения пивные дрожжи выражением спиртовые дрожжи представляла бы некоторые преимущества. Слово «пиво» придает этому выражению какую-то излишнюю специфичность. Было бы правильнее говорить «спиртовые дрожжи пива», -«спиртовые дрожжи винограда», «спиртовые дрожжи свекловицы»... обозначая таким образом дрожжи, вызывающие спиртовое брожение, в зависимости оттого, получены ли они из ячменя, винограда или свекловицы.
МЕМУАР О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ 45 иавливаюсь на ферменте, его природе и превращениях. Чтобы ярче подчеркнуть достижения, полученные в результате моих исследований, я помещаю в начале каждой части краткий исторический обзор состояния вопроса к тому моменту, когда я начал заниматься спиртовым брожением. Первая часть ЧТО ПРОИСХОДИТ С САХАРОМ ПРИ СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ § 1. ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА О ПРОДУКТАХ СПИРТОВОГО БРОЖЕНИЯ Лавуазье первый изложил наиболее правильные взгляды на продукты спиртового брожения. Мемуар по этому вопросу, включенный в его «Элементы химии», особенно любопытен. Несмотря на обилие ошибок в числовых расчетах, он является исключительным произведением с точки зрения его общего и философского содержания. Именно там мы находим следующие замечательные слова: «Ничто не создается заново ни искусственным путем, ни природой. Можно установить положение, что во всяком процессе имеется одинаковое количество материи до его начала и после его конца, что качество и количество элементов остается одним и тем же и что происходят только изменения, модификации6. На этом принципе и основано искусство химического эксперимента»*. Но как бы то ни было, расчеты, которые приводит Лавуазье, подтверждают его предвзятые воззрения только путем взаимного компенсирования ряда крупных ошибок. Не останавливаясь на отдельных деталях, я укажу лишь, что Лавуазье исходит из следующего состава сахара**: Водород 8 \ Кислород 64 100 Углерод 28 j Ошибка в углероде составляет 14%. Несколькими страницами дальше Лавуазье дает полную таблицу своих числовых результатов. Из них явствует, как он это сзСм отмечает, что сумма весов спирта и угольной кислоты, образовавшихся во время брожения, почти равна весу сброженного сахара. Это равенство подтверждается для каждого из элементов в отдельности. Ошибка в сторону уменьшения для угольной кислоты очень велика. Она компенсируется эквивалентной ошибкой в сторону увеличения для спирта. Но как бы то ни было, в пределах точности анализа той эпохи для указанных веществ, все современные Лавуазье химики должны были думать, что сахар под влиянием пивных дрожжей расщепляется на спирт и угольную кислоту. Лавуазье резюмирует результаты своих исследований следующим образом: «Эффект спиртового брожения сводится, таким образом, к тому, чтобы сахар, представляющий собой окись, расщепить на 2 части, окислить одну часть за счет другой с образованием угольной ки- * Lavoisie г.—Traité élémentaire de chimie, seconde édition. Paris 1793. 2 vol. in 8°. Tome I, p. 148 и 149. ** Loc. cit., p. 142.
46 ЛУИ ПАСТЕ Ρ слоты и раскислить другую с образованием горючего вещества — спирта. Таким образом, если бы обратное соединение этих двух веществ—спирта и угольной кислоты—оказалось возможным, то можно было бы вновь получить сахар»*. Двадцать лет спустя исследованиями Гей-Люссака .и Тенара, а также Соссюра, был окончательно установлен состав сахара и спирта. Если бы выводы работ Лавуазье не могли быть согласованы с этими новыми анализами, они, без сомнения, подверглись бы экспериментальной проверке, и тогда еще более были бы поражены значительной неточностью количественных определений Лавуазье. Но этого не случилось, и это дало возможность теоретически легко доказать, что, соединяя спирт и угольную кислоту, можно воспроизвести состав сахара**. Это вскоре отметил Гей-Люссак. В письме Клеману, напечатанном в Annales de chimie в 1815 году, Гей-Люссак после обсуждения результатов последних анализов этилена, спирта, эфира и сахара приходит к следующему теоретическому выводу: «Если мы теперь допустим, что по сравнению со спиртом и угольной кислотой, которые являются единственными осязательными результатами брожения, другими продуктами, образуемыми ферментом, можно пренебречь..., то мы найдем, что из 100 частей сахара во время брожения 51,34 превращаются в спирт, а 48,68—в угольную кислоту»***. Этими несколькими строками Гей-Люссак окончательно определил воззрения химиков. Тем не менее, в них вкралась ошибка, которая справедливо была отмечена Дюма и Буллэ в 1828 году. Эти искусные химики показали, что цифры Гей-Люссака справедливы только для Сахаров формулы ό12Η13012; Гей-Люссак же их прила- * Loc. cit., p. 150. ** С результатами работ Лавуазье тогда произошло нечто странное. Дан-' ные его опытов постарались увязать с теоретическими расчетами, приведенными в письме Гей-Люссака. Для этого воспользовались пропуском в его мемуаре, касающимся плотности спирта в сводной таблице результатов. См. по этому поводу статью «Брожение» в Dictionnaire de chimie Ure, переведенную Riffault в 1823 году (т. Ill, стр. 232—244). Так как вес спирта, найденный Лавуазье, был слишком высок, то легко было, предполагая, что он был смешан в известной пропорции с водой, получить цифры Гей-Люссака, но при этом следовало обратить внимание на то, что изменение веса одного из дв}7х продуктов, полученных Лавуазье во время брожения, ставило под вопрос само уравнение, которым знаменитый химик выразил это явление. Я не сомневаюсь в том, что абсолютный спирт, в современном смысле этого слова, не был известен Лавуазье. Но как раз по тем цифрам, которые он дает, сумма весов угольной кислоты и спирта воспроизводит вес сброженного сахара, а затронуть один из членов уравнения значило, тем самым, отрицать его точность и, с другой стороны, поставить его в разногласие с теорией Гей-Люссака. *** Gay-Lussac. — Lettre à M. Clément sur l'analyse de l'alcoole et de l'acide sulfurique, et sur les produits de la fermentation. Annales de chimie, 95, 1815, p. 318. На стр. 317 (5-я строка) Гей-Люссак делает, пользуясь необоснованной гипотезой, ту ошибку, на которую впоследствии указали Дюма и Буллэ. Гей-Люссак после того, как он приводит результаты того прекрасного анализа тростникового сахара, который был им раньше сделан совместно с Тенаром, без всякой причины изменяет их на 2—3% и находит, что тростниковый сахар образуется из б частей паров углерода и 6 водяных паров, в то время как точный анализ дает б объемов паров углерода и 5L/2 водяных паров. Так в научных наблюдениях даже лучшие умы могут притти к ошибочным результатам, соблазнившись простотой, более кажущейся, чем действительной.
МЕМУАР О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ 47 гал к тростниковому сахару. Из этого вытекает, что тростниковый сахар не может бродить без присоединения элементов одной молекулы воды—обстоятельство, на которое указали Дюма и Буллэ*. Два года спустя Дюбренфо пошел еще дальше. Он Экспериментально доказал, что тростниковый сахар до начала брожения превращается в некри- сталлизующийся сахар. Как бы то ни было, из чтения современных работ легко понять, что со времени опубликования письма Гей-Люссака по этому вопросу не оставалось больше сомнений. Когда окончательно ввели в науку применение химических формул, спиртовое брожение Сахаров под влиянием пивных дрожжей нашло выражение в следующем уравнении: С12Н12012 = 2 (С4Н602) + 4 С02. Нужно, однако, подчеркнуть, что Гей-Люссак сам не экспериментировал, и во всем этом, мне кажется, наиболее реальным является иллюзия, вызванная возможным уравнением между сахаром, с одной стороны, и спиртом и угольной кислотой—с другой. Мне хотелось показать этими историческими деталями, что изучение спиртового брожения, несмотря на все его громадное значение, еще не имело достаточно обоснованной научной базы и что общепринятое уравнение выражало лишь теорию, которая не была подкреплена никакими точными аналитическими результатами. Работа Лавуазье содержит ценные данные относительно образования во время спиртового брожения небольшого количества органической кислоты. Этот факт был подтвержден Тенаром и всеми исследователями, занимавшимися этим брожением. Природа этой кислоты мало изучена. Лавуазье считает, что это уксусная кислота. Современные авторы утверждают, что это молочная кислота. Систематических же исследований по данному вопросу не имеется. Утверждение, что это—молочная кислота, вошло в науку, вероятно, тогда, когда стало известно, что Дюбренфо получил при некоторых видах спиртового брожения большое количество молочной кислоты*'". * Dumas et Boullay fil s.—Mémoire sur les others composés. Annales de chimie et de physique, 37, 1828, p. 46 и 47. «Теория брожения Гей-Люссака оставляет все же желать лучшего. Дело, однако, меняется, как только спирт в теоретической формуле сахара заменяют эфиром. Тогда устанавливается наиболее полная гармония между теорией и экспериментом...». «Виноградный сахар и сахар крахмала отличаются от тростникового сахара, главным образом, той особенностью своего состава, что они действительно могут бьггь представлены угольной кислотой и спиртом...». ** Вот что говорит этот искусный химик-технолог в одной напечатанной в 185,6 году исторической заметке о перегонке свекловичного сока. «В наших работах в Версале (1831—1835) по перегонке сока мы из-за недостатка воды использовали много раз подряд бродящие остатки перегонки, насытив их предварительно мелом. Спустя некоторое время эти остатки перегонки приобретали плотность, равную 12—14° по Бомэ. Подобное явление нас очень поразило, и мы сконцентрировали несколько тысяч литров их до сиропообразной консистенции. Полученные продукты помещались в большие сахарные формы. Каково же было наше удивление, когда мы нашли, спустя несколько дней, обильное выпадение кристаллического продукта, который имел вид бугристого виноградного сахара, который оказался не чем иным, как лактатом кальция. В это же время при повторении опытов Воклена с отработанными водами крахмальных заводов мы выяснили, что свободная кислота этих вод состояла, главным образом, из молочной кислоты. До 1841 или 1842 года мы почти одни имели возможность доставлять аптекарям нужный им лактат кальция».
48 ЛУИ ПАСТЕР Следующие положения резюмируют современные знания относительно продуктов превращения, сахара при спиртовом брожении. 1. Тростниковый сахар С12Н11011, превратившись сперва в сахар кислых плодов состава С12Н12012, начинает бродить и расщепляется на спирт и угольную кислоту. Сумма весов спирта и угольной кислоты равна приблизительно весу сахара*. 2. Очень небольшое количество сахара превращается в изомерную молочную кислоту того же состава, что и сахар. Я покажу, что первое положение никогда не бывает точным. Оно является лишь довольно грубым приближением к истине. Второе же положение оказывается совершенно ошибочным в той его части, которая касается природы кислоты брожения. Эта кислота ни в одном случае не является молочной кислотой, если только брожение случайно не осложняется другим видом брожения, имение молочнокислым. Я теперь систематически изложу со всеми нужными подробностями результаты моих новых исследований**. Я с уверенностью предлагаю их химикам, так как я изучал этот вопрос весьма тщательно. Я это делаю особенно потому, что, повторив много раз мои опыты в различных условиях, я думаю, что мне удалось установить основные законы этих явлений и освободить их от тех случайных осложнений, которые внесли много неявного в историю спиртового брожения7. §2. ГЛИЦЕРИН И ЯНТАРНАЯ КИСЛОТА ПРЕДСТАВЛЯЮТ СОБОЙ ПРОДУКТЫ СПИРТОВОГО БРОЖЕНИЯ*** Их разделение и количественное определение. Образование янтарной кислоты во время брожения может быть показано самыми различными способами. Наиболее простой состоит в выпаривании сброженной жидкости после предварительного отфильтровывания дрожжей. Остаток затем обрабаты- * Превращение тростникового сахара при брожении в некристаллизую- щийся сахар было открыто Дюбренфо около 1830 года (Note sur quelques phénomènes rotatoires et sur quelques propriétés de sucres. Annales de chimie et de physique, 3-е série, 18, 1846, p. 99—108). В 1828 году Дюма и Буллэ-сын показали, что тростниковый сахар не мог бродить без предварительного присоединения 1 эквивалента воды (Mémoire sur les éthers composés. Annales de chimie et de physique, 37, 1828, p. 46). Перзоц первый заметил, что некристаллизующийся сахар брожения дает отклонение влево и является, таким образом, аналогом незатвердевающего виноградного сахара. В это же время Био была обнаружена инверсия тростникового сахара кислотами (Biot et Perso ζ.—Mémoire sur les modifications que la fécule et la gomme subissent sous l'influence des acides. Nouvelles Annales du Muséum d'histoire naturelle, 2, 1833, p. 109—125. В i о t.—Remarques sur la fermentation des sucres. C. r. de l'Acad. des Se, 17, 1843, p. 755. D u b r u n- f a u t.—Note sur quelques propriétés des sucres. Annales de chimie et de physique, 3-е série, 18, 1846, ρ 102. ** Эти исследования продолжались непрерывно в течение 3 лет, с 1856 по 1859 год. *** В начале 1857 года среди продуктов спиртового брожения я обнаружил янтарную кислоту. Спустя короткое время я сделал об этом сообщение в Обществе наук г. Лилля, а именно: на заседаниях 6 апреля и 1 мая 1857 года, а также на заседании Академии наук 25 января 1858 года. Глицерин же я обнаружил в числе продуктов брожения только в начале 1858 года. Первое сообщение по этому поводу в Академии наук было сделано мною 3 мая 1858 года (G.r.de l'Acad. des Se, 46, 1858, p. 857).
МЕМУАР О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ 49 вается в несколько приемов эфиром, который оставляется в сосуде для выпаривания. На следующий день стенки сосуда оказываются покрытыми кристаллами янтарной кислоты*. На дне находится сироп, содержащий большое количество таких же кристаллов и состоящий почти исключительно из глицерина, насыщенного янтарной кислотой. В этих условиях глицерин всегда оказывается частично растворенным в эфире. Этот способ не годится для экстрагирования и количественного определения янтарной кислоты, но он вполне пригоден для того, чтобы ее обнаружить во всех подвергнутых брожению жидкостях, независимо от их природы и происхождения. По отношению к глицерину поступают почти таким же образом. Различие заключается только в том, что остаток после выпаривания сброженной жидкости обрабатывается не эфиром, а смесью эфира €0. спиртом. Эта смесь, не растворяя содержащие азот экстрактивные вещества, растворяет янтарную кислоту и глицерин. Затем ее выпаривают, насыщают известковой водой, снова выпаривают досуха и опять обрабатывают смесью эфира со спиртом, которая растворяет только глицерин, оставляя нетронутым янтарнокислый кальций. Когда речь идет о количественном определении янтарной кислоты и глицерина и о полном их отделении от всех других продуктов брожения, нужны специальные меры предосторожности, которые необходимо особо подчеркнуть. Основная трудность анализа сброженной жидкости заключается в присутствии в ней ряда растворимых веществ. Последние или вносятся в жидкость самими пивными дрожжами, или же являются продуктами их пребращения. В этих превращениях принимает участие и сахар. Природа указанных продуктов в общем всегда одна и та же, но их соотношение меняется с изменением количеств употребленных дрожжей и сахара. Пивные дрожжи при разведении их в сахарной воде отдают жидкости часть растворимых элементов, заключенных внутри клеток; соли, главным образом фосфаты, и содержащие азот белковые вещества переходят в раствор. Клетки, черпая часть питательного материала из этих двух родов веществ, живут, почкуются, размножаются. 4 Изменения, происходящие в тканях, и изменения пищевых веществ приводят к превращениям первоначальных продуктов и к появлению новых веществ. Одни из них тверды и нерастворимы, другие—жидки и растворимы. Они остаются в растворе и там могут быть обнаружены после окончания брожения примешанными к продуктам расщепления сахара. Установив эти основные положения, перейдем к вопросу об отделении некоторых продуктов спиртового брожения и к их количественному определению. В первую очередь производится тщательное определение веса взятого количества дрожжей. Ровно такое же количество тех же дрожжей высушивается в сушильном шкафе с кипящей водой и снова взвешивается для определения веса сухого вещества. * Иногда до начала кристаллизации проходит несколько дней. Л. Пастер. 4
50 ЛУИ ПАСТЕР Кргда, наконец, при внимательном наблюдении за сбраживаемой жидкостью, в течение нескольких минут не удается увидеть поднимающихся со дна пузырьков газа, можно считать, что брожение окончено*. В противном случае, и даже тогда, когда в течение нескольких минут выделяется только один микроскопический пузырек, сомневаться в наличии неразложившегося сахара уже не приходится. Более надежный способ заключается в пробе небольшого количества жидкости посредством медного раствора Фелинга. Если восстановления нет, значит сахара больше нет. К этому средству следует прибегать только в случае необходимости и применять его только в качестве контроля, когда есть основание думать, что брожение уже окончено. Таким путем открывается доступ атмосферному воздуху, что может неблагоприятно отразиться на ходе дальнейшего анализа. Я буду исходить из обычного, вполне законченного типичного случая спиртового брожения**. Сброженная жидкость фильтруется через фильтр, вес которого определяется по весу другого фильтра, сделанного из той же бумаги. После высушивания при 100° взвешивание дает вес сухого остатка дрожжей, оседающих мало-помалу на дне сосуда, в котором происходит брожение. Профильтрованная жидкость подвергается.медленному выпари- * При этом предполагается, что происходит исключительно спиртовое брожение. Если оно случайно сделалось молочнокислым^ всякое выделение газа может прекратиться даже и при наличии большого количества сахара в жидкости. Но это бывает в исключительных случаях и только тогда, когда взятые пивные дрожжи не были достаточно свежими и уже содержали молочнокислые дрожжи. NB. Я наблюдал своеобразное явление, связанное с выделением пузырьков углекислого газа. Дело в том, что пузырьки углекислого газа никогда не отделяются от поверхности дрожжевых клеток. Они поднимаются исключительно с находящихся в дрожжах и в жидкости пылевидных и других посторонних частиц, от которых трудно или даже новозможно избавиться. Трудно себе представить, как протекал бы процесс, если бы удалось их полностью удалить. Жидкость незаметно насыщается углекислым газом. Избыток его выделяется в тех местах, где находятся микроскопические посторонние тела, отличные от дрожжевых клеток. Очень странно, что такие твердые тела, как дрожжевые клетки, образуя углекислый газ, тем не менее, не могут вызвать его выделения, подобно тому, как это делают обычные твердые неорганизованные тела8. ** В начале моих исследований я, как и многие другие, был склонен думать, что спиртовое брожение в небольших опытах доводится до конца лишь крайне редко. Это было заблуждением. Если брожение не перешло частично в молочнокислое, 15 дней или 3 недель в среднем оказывается достаточно для завершения процесса. Но есть одно чрезвычайно важное обстоятельство, которое, по-моему, не было раньше замечено и при котором спиртовое брожение может продолжаться почти без конца. Это наблюдается во всех случаях, когда имеется избыток сахара. У меня есть основание предполагать, что брожение такого порядка может продолжаться целыми годами. Во всех случаях такого брожения,—а я наблюдал большое количество их,—оно еще продолжалось спустя 4, 5, 6 месяцев, при этом, начиная с конца 1-го месяца, оно протекало исключительно медленно. Я вернусь к этим фактам в другом месте мемуара. Объяснение их будет дано там же. Одна из основных причин уменьшающейся скорости брожения была указана Шеврелем («Traité de chimie appliquée à la teinture», лекция 28). Совершенно бесспорно, что. на ходе процесса сильно отражаются изменения в составе жидкости, вызванные превращением сахара в различные продукты. Я установил, например, что наиболее активные дрожжи могут сделаться как бы недеятельными, если их внести в сахарную воду с такими количествами спирта и янтарной кислоты, которые они могли бы образовать в чистой сахарной воде, вызвав энергичное брожение в течение нескольких дней·
МЕМУАР О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ 5Î Bàmfto. Для того чтобы иметь приблизительное представление о скорости процесса, я укажу, что в течение 12—20 часов выпаривается У2 л воды. Когда остается около 10—20 куб. см жидкости, переходят к выпариванию в вакууме. Если выпаривание производится быстро и заканчивается на голом огне, неизбежно теряются значительные количества янтарной кислоты ж глицерина. После 24-часового выпариЕания в вакууме сиропообразный остаток в чашке обрабатывается в несколько приемов смесью спирта и эфира следующего состава: 1 часть 90—92° спирта и 1 У2 части очищенного эфира. Для большей уверенности наливают каждую порцию эфирной смеси на фильтр, хотя обыкновенно нерастворимый остаток остается в виде пластичной массы на дне чашки. При повторных промываниях осадок теряет все больше и больше воды, делается твердым и иногда разбивается на комки; последние могут загрязнить промывные воды твердыми взвешенными частицами. Нерастворимый остаток, независимо от всяких воздействий, дает слабокислую реакцию на синий лакмус. Такова его природа. После семи или восьми промываний янтарной кислоты и глицерина больше не остается. Я вернусь еще к вопросу о составе этого остатка, нерастворимого в смеси спирта и эфира. Здесь же ограничусь указанием, что для определения его общего веса достаточно растворить его снова в воде и выпаривать в тарированной чашке сперва на водяной бане, затем в водяном термостате при 100° до постоянного веса. Займемся теперь эфирно-спиртовой жидкостью. Сосуд, в котором она собиралась, помещается в теплую водяную баню; таким путем удаляется большая часть эфира. После этого, прибавив воды, можно производить выпаривание в фарфоровой чашке, не опасаясь потерь из-за вспалзывания эфирного раствора. Выпаривание опять- таки должно производиться на маленьком огне и заканчиваться в вакууме. Затем прибавляют чистой прозрачной известковой воды до возможно точной нейтральной реакции. Жидкость выпаривается с соблюдением указанных предосторожностей. Остаток обрабатывают смесью спирта с эфиром, в которой растворяется только глицерин. Янтарнокислый кальций остается в виде кристаллов, содержащих небольшую примесь экстрактивных веществ или других некристал- лизующихся солей кальция. Янтарнокислый кальций легко освободить от этих загрязнений настаиванием его в той же чашке с 80е спиртом в течение 24 часов. Спирт растворяет все посторонние вещества. Янтарнокислый кальций остается нетронутым, кристаллическим, почти бесцветным и может считаться в достаточной степени чистым. Его собирают на взвешенный фильтр, высушивают и вновь взвешивают. Спиртовая жидкость, в которой растворен глицерин, подвергается медленному выпариванию в тарированной чашке. После этого глицерин взвешивается. Выпаривание заканчивается в вакууме, где глицерин должен выдерживаться не дольше 2—3 днейг так как если он лишен воды, его вес уменьшается даже при обыкновенной температуре*. * Если глицерин высушить в вакууме и продолжать его там выдерживать, то вес его уменьшается. Ежедневное взвешивание* начиная с этого момента, 4*
52 ЛУИ ПАСТЕР Таким путем можно получить без особых потерь, почти целиком, весь глицерин из сброженной жидкости. Если он образовался из жидкости, бродившей под влиянием достаточного, но не избыточного количества пивных дрожжей, он может считаться чистым*. Когда употребляют гораздо больше дрожжей, чем требуется соответственно количеству сахара, взятого для опыта, глицерин получается менее чистым. Это объясняется тем, что дрожжи содержат очень небольшое количество веществ, растворимых в смеси спирта и эфира**. Это быстро узнается по привкусу глицерина. Ничтожное количество этих посторонних продуктов уже придает ему горький и острый привкус. Кроме того, глицерин должен растворяться без остатка в смеси спирта и эфира или в чистом спирте. Повторяю, загрязнение происходит только от веществ, о которых я только что говорил, и в нашей власти уменьшить их, насколько мы хотим й, во всяком случае, отдельно их количественно определить, чтобы потом вычесть их вес из общего веса полученного глицерина. Само по себе брожение не дает никаких продуктов, которые могли бы загрязнить глицерин, экстрагированный описанным выше образом***. показывает, что вес глицерина уменьшается пропорционально времени пребывания его β вакууме. Летом потеря веса за 24 часа равняется 12—15 мг на 3 г глицерина. * Если брожение не вполне закончилось, глицерин содержит минимальные количества некристаллизующегося сахара, растворенного в смеси спирта и эфира. Его легко обнаружить раствором Фелинга. ** 250 г дрожжей, имеющих вид теста и содержащих 40 г сухого вещества при 100°, кипятят с 1 л воды в течение нескольких часов. После фильтрования полученная прозрачная жидкость выпаривается, и высушенный экстракт обрабатывается в вакууме смесью спирта с эфиром. Остаток от эфирно-спиртовой смеси равнялся 0,739 г, что соответствует 1,847 г на 100 г сухих дрожжей. Для большей точности можно заставить бродить 100 г сахара, использовав для этого количество дрожжей, содержащих только 1 г сухого вещества. Таким образом, сами дрожжи вводят в жидкость лишь минимальные количества вещества, способного впоследствии загрязнить· глицерин, собранный указанным мною способом. Мало того, вещество, о котором я говорю, может быть вторично растворено при новой обработке смесью спирта с эфиром далеко не полностью. В моем же методе экстрагирования глицерина имеются 2 последовательные обработки смесью эфира со спиртом. Вещество, которое выделяется эфирно-спиртовой смесью из дрожжевого экстракта, представляется весьма сложным. Оно содержит небольшие количества глицерина и янтарной кислоты, потому что дрожжи всегда получаются из сброженной жидкости. На вид оно восковидное, желтое. Оно обладает особым запахом, который передается глицерину, полученному посредством брожения, или, вернее, воздуху под стеклянными колпаками, под которыми производится его высушивание. Оно имеет чрезвычайно острый вкус. Попав даже в небольшом количестве в глицерин, оно придает ему неприятный вкус и увеличивает его вязкость. Оно вспучивается и обугливается при прокаливании, оставляя очень мало растворимой щелочной золы. Наконец, это вещество легко растворимо в воде, за исключением небольшого количества жирового вещества, оседающего во время выпаривания по всей высоте стенок чашки в виде очень тонкого блестящего, почти невидимого слоя. Оседание на стенках объясняется тем, что это жировое вещество образует на поверхности воды тонкую пленку, которая отлагается на стенках сосуда на различай высоте соответственно уровню выпариваемой жидкости. *** Когда я впервые среди продуктов спиртового брожения обнаружил глицерин, я мог получить его в чистом виде только путем перегонки остатка от выпаривания сброженных жидкостей в вакууме при температуре около 200°.
МЕМУАР О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ 53 §3. ЧАСТНЫЙ СЛУЧАЙ ПРИМЕНЕНИЯ ОПИСАННОГО ВЫШЕ МЕТОДА АНАЛИЗА В сосуд, снабженный газоотводной трубкой, погруженной в воду, помещают для сбраживания следующие вещества: Кристаллический сахар очищенный 100,0 г Чистая вода 700,0 » Влажные дрожжи 6,254 » Вследствие небольшого количества взятых дрожжей брожение длится очень долго. Другая порция тех же дрожжей весом в 8,254 г, высушенная при 100°, дает сухой остаток, равный 1,582 г. 1 Таким образом, взятые 6,254 г дрожжей содержали только 1,198 г сухого вещества. После того как прекращение выделения газа и проба с раствором Ф&линга показали, что весь сахар исчез, жидкость была профильтрована, осадок дрожжей собран на взвешенный фильтр и взвешен после высушивания при 100°. После выпаривания при соблюдении всех тех мер предосторожности, на которые я уже указывал, жидкость становится сиропообразной, в ней появляются в большом количестве чешуйчатые кристаллы янтарной кислоты. Но кристаллизация происходит только в исключительных случаях, когда взято очень небольшое количество дрожжей. Это объясняется тем, что в таких случаях количество белковых веществ, перешедших из дрожжей в сбраживаемую жидкость, сравнительно невелико. Янтарная же кислота не кристаллизуется, если дрожжи дают большое количество растворимых веществ. Остаток после выпаривания многократно обрабатывается в вакууме смесью эфира и спирта. Из него получается коричневая пластичная масса, которая, будучи растворена в воде и высушена, представляет собой чрезвычайно сложное вещество с содержанием азота, равным для данного случая 3,8%. Растворенное в сахарной воде, оно может после прибавления нескольких свежих дрожжевых клеток дать начало спиртовому брожению. Оно имеет свойства и состав водного дрожжевого экстракта*, Вот анализ глицерина, добытого таким образом и имеющего сладкий, пригорелый вкус: Вес вещества 0,421 Угольная кислота 0,605 Вода 0,336 Отсюда выводим: Найденный Вычисленный Углерод 39,1 39,13 Водород 8,86 8,69 * Этот экстракт сброженной жидкости гигроскопичен, часто имеет запах карамели или жареного хлеба. Его физические и химические свойства близки к свойствам экстракта промывных вод обыкновенных дрожжей. Но разница выступает тем отчетливее, чем больше брожение истощило дрожжи, чем меньше было дрожжей и чем больше сахара. Дело в том, что во время брожения происходит постоянный обмен между растворимыми и нерастворимыми частями дрожжей. Экстракт из сброженной жидкости содержит все меньше и меньше фосфорнокислого магния. Эта соль постепенно превращается в составную часть тех новых дрожжей, под влиянием которых и осуществляется брожение. Наконец, экстракт из сброженной жидкости оказывается тем менее пригодным для брожения, чем более истощены дрожжи бродильной жидкости, из которой он получается.
54 ДУЙ ДАСТЕР Жидкая Сйиртово-эфирная смесь после выпаривания была нейтрализована известковой водой, причем для насыщения потребовалось 0,350 г этой щелочи, Это количество извести, при наличии одной янтарной кислоты, соответствовало бы 0,737 г этой кислоты. Нейтрализованная жидкость, выпаренная с соблюдением всех указанных предосторожностей, вновь обрабатывается смесью эфира со спиртом, которая на этот раз растворяет только глицерин, оставляя нетронутым янтарнокислый кальций. Эта соль совсем не растворяется в смеси спирта с эфиром. Новая жидкость, содержащая в растворе глицерин, осторожно выпаривается с теми же мерами предосторожности. После нескольких дней высушивания в вакууме вес глицерина равняется 3,640 г. В этом состоянии без дальнейшей очистки глицерин был подвергнут анализу, который дал следующие результаты. 0,410 г вещества дали 0,583 г угольной кислоты и 0,321 г воды и соответственно: Найдено Вычислено Углерода 38,78 39,13 Водорода 8,70 8,69 Нерастворимый остаток после последней обработки смесью эфира и спирта представляет собой зернистую, кристаллическую массу, местами загрязненную роговидным гигроскопическим веществом, которое может быть легко удалено. Для этого достаточно оставить соль в 80° спирте при обычной температуре на целую ночь. Взбалтывать не нужно. Чашка закрывается только стеклянной пластинкой. После этого остается кристаллический янтарнокислый кальций, едва окрашенный и имеющий после высушивания на масляной бане состав, соответствующий в точности формуле янтарнокислого кальция: С8Н4062СаО*. Его вес равнялся 0,890 г, что соответствует 0,673 г янтарной кислоты. Вес извести, необходимой для насыщения, соответствовал, как я уже указывал, 0,737 г янтарной кислоты. Разница произошла яз-за того, что не вся известь пошла на насыщение янтарной кислоты. Часть извести израсходована на нейтрализацию того некристалли- * Янтарнокислый кальций, обработанный малым количеством серной кислоты и затем растворенный в спирте, легко отдает свою кислоту. Эта кислота, перекристаллизованная и высушенная в сухом воздухе,- имеет все физические и химические свойства обычной янтарной кислоты. Результаты ее анализа следующие: Вес вещества 0,5345 Угольная кислота 0,793 Вода 0,254 Отсюда выводим: Углерод 40,45 Водород 5,27 Кислород 54,28 Формула С8Нв08 100,00 Теоретически кристаллическая янтарная кислота содержит: Углерода 40,68 Водорода ч 5,08 Кислорода 54,24 100,00
МЕМУАР О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ 55 дующегося вещества (играющего роль кислоты с высоким эквивалентом), которое загрязняет янтарнокислый кальций и может быть удалено при помощи 80° спирта. Это вещество образуется во время •брожения в результате различных изменений, которые происходят в составных частях самих дрожжей. При сбраживании 100 г сахара вес этого вещества обычно не превышает 0,1—0,2 г. Но он изменяется в зависимости от веса взятых дрожжей. Этого вещества тем больше, чем меньше взято дрожжей. В нашем случае вес его достиг 0,500 г. Это обстоятельство интересно потому, что дает повод считать вещество, загрязняющее янтарнокислый кальций, продуктом ненормального изменения дрожжевых клеток. Чем меньше взято дрожжей, тем более дезорганизованы клетки и тем больше увеличивается вес веществ, являющихся продуктами этой дезорганизации. В общем, употребив 100 г сахара и 1,198 г дрожжей, мы получили к концу брожения: Янтарной кислоты С8Н608 ; . 0,673 Глицерина · 3,640 Всего 4,313 Мы увидим дальше, что количество сахара, которое не укладывается в уравнение Лавуазье и Гей-Люссака, значительно выше, чем может казаться на основании этих цифр. Довольно значительное количество сахара превращается, кроме того, в другие продукты, отличные от янтарной кислоты и глицерина. Но прежде займемся вопросом, принимают ли дрожжи участие в образовании тех новых веществ, которые были нами обнаружены •среди обычных продуктов спиртового брожения. ^4. ЭЛЕМЕНТЫ ЯНТАРНОЙ КИСЛОТЫ И ГЛИЦЕРИНА ЗАИМСТВУЮТСЯ ИЗ САХАРА. ДРОЖЖИ СВОИМИ СОСТАВНЫМИ ЧАСТЯМИ В ЭТОМ УЧАСТИЯ НЕ ПРИНИМАЮТ Произведенное в предыдущем опыте сравнение весовых отношений глицерина и дрожжей в достаточной степени показало, что .элементы глицерина получаются из сахара без всякого участия составных частей дрожжей. Употребив 1,198 г дрожжей, мы получили 3,6 г глицерина. Но в отношении янтарной кислоты это не так очевидно. Следующий опыт был поставлен таким образом, чтобы получить весовое количество янтарной кислоты, превышающее общий вес составных частей фермента. Этот опыт следует считать решающим. Я прибавил к 100 г раствора чистого кристаллического сахара 0,385 г белковых и минеральных веществ, пригодных для размножения дрожжевых клеток. Чтобы получить эти вещества и узнать их вес, достаточно прокипятить свежие дрожжи с дестиллированной водой, жидкость профильтровать и разделить ее потом на 2 части, из которых одна выпаривается досуха и высушивается при 100° для того, чтобы узнать общее количество вещества, заключенного в определенном объеме жидкости. Это растворимое вещество как нельзя более пригодно для размножения дрожжевых клеток, если его смешать с сахарной
56 ЛУИ ПАСТЕР водой, а затем засеять несколькими свежими дрожжевыми клетками*. К жидкости, содержащей 100 г сахара и 0,385 г минеральных и белковых веществ, я прибавил, согласно этим указаниям, минимальное, так сказать, невесомое количество свежих дрожжей. Клетки, ассимилируя сахар, минеральные и белковые вещества, размножились, и вместе с этим сахар начал бродить. Брожение продолжалось несколько месяцев и все же не дошло до конца, так как был взят большой избыток сахара. Я остановил процесс, когда он зашел достаточно далеко для того, чтобы служить моим целям. Количественное определение оставшегося сахара, произведенное при помощи раствора Фединга, показало, что в жидкости имелось еще 30,941 г сахара. Затем я выяснил, что количество образовавшейся янтарной кислоты равнялось 0,47 г. Иными словами, вес янтарной кислоты превысил общий вес растворимой части взятых дрожжей, С другой стороны, остаток дрожжей после высушивания при 100° весил 0,400 г. Следовательно, янтарная кислота, как и глицерин, получается из сахара. Элементы дрожжей не принимают никакого участия в образовании этих продуктов. § 5. ГЛИЦЕРИН, ЯНТАРНАЯ КИСЛОТА, СПИРТ И УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА НЕ ЯВЛЯЮТСЯ ЕДИНСТВЕННЫМИ ПРОДУКТАМИ СПИРТОВОГО БРОЖЕНИЯ Вернемся к количественному определению различных веществ брожения, уже изученному в § 3, и остановимся, главным образом, на составных частях самих дрожжей и на роли, которую сахар может играть в изменениях их тканей. * Колен (Colin), я полагаю, был первым химиком, обратившим внимание· на то, что промывные воды дрожжей являются прекрасным источником для образования фермента. В чрезвычайно интересной работе, представляющей необходимое дополнение к гипотезе Фаброни и мемуару Тенара (Mémoire sur la fermentation vineuse. Annales de chimie, 46, an. XI, p. 294—320), основываясь на разрозненных фактах, Колен [Mémoire sur la fermentation du sucre, Annales de chimie* et de physique, 2-е sér., 28, 1825, p. 128—142; Mémoire sur la fermentation (2 partie), ibid., 30, 1825, p. 42—64] смог доказать возможность образования спирта в сахарных жидкостях, к которым он добавлял мучное тесто, клейковину, говядину, яичный белок, творог, мочу, рыбий клей, кровь... Но из всех веществ, употребленных Коленом, наиболее пригодными для брожения оказались промывные воды пивных и виноградных дрожжей или экстракты из них. По всей вероятности, именно благодаря этим фактам очень многие стали считать, что способность к сбраживанию заключена в жидкой части дрожжевых клеток. Нетрудно убедиться, что это не так. Брожение начинает выявляться только тогда, когда уже имеются вполне сформировавшиеся дрожжевые клетки. Растворимая часть клеток представляет собой лишь такое же питательное вещество, пригодное для развития этих клеток, как и большое количество белковых веществ. Любое из этих веществ, если непосредственно оно не может служить питательным материалом для пивных дрожжей, может под влиянием действия микроскопических грибков или инфузорий спонтанно превратиться в питательный материал для пивных дрожжей. Все вещества, при помощи которых Колену удавалось вызвать спиртовое брожение сахара, были не чем иным в его опытах* как азотистой пищей самопроизвольно появившихся дрожжей.
МЕМУАР О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ 57 Общий вес взятых дрожжей равнялся 1,198 г. Определив: 1) вес дрожжей, собранных на взвешенном фильтре и высушенных при 100°; 2) вес экстрактивных веществ, оставшихся нерастворенными при первой обработке спиртом и эфиром; 3) вес вещества, загрязнявшего янтарнокислый кальций и удаленного 80° спиртом, я нашел (все взвешивания производились при одинаковых условиях, и все вещества высушивались при 100° до постоянного веса) следующие величины: Дрожжи—осадок послз брожения 1,700 г Экстракт, не растворяющийся в спирте и эфире .... 0,631 » Вещество, загрязняющее янтарнокислый кальций . . . 0,500 » 2,831 г Вычитая первоначальный вес дрожжей, равный 1,198 г, получаем остаток 1,633 г, который представляет собой избыток веса дрожжей и их растворимых веществ после брожения над первоначальным их весом. Следовательно, 100 г сахара отдали дрожжам больше 1,5 г веществ*. Мы увидим, что этот вес слагается в значительной степени из целлюлозы новых клеток, образовавшихся во время самого брожения. Как бы то ни было, мы увидим, что дрожжи берут что-то от сахара. Прибавляя то, что сахар отдает таким образом, к весу глицерина и янтарной кислоты, мы находим: Глицерин 3,640 Янтарная кислота 0,673 Целлюлоза и неизвестные вещества** 1,633 5,946 * Сахар редко отдает дрожжам такое большое количество веществ. Это происходит только в случаях брожения при большом избытке сахара. Обыкновенно результат колеблется между 1,0 и 1,5 г и может опуститься ниже 1 г на 100 г сахара при брожениях в присутствии белковых веществ и при употреблении лишь строго необходимого для возникновения типичного спиртового брожения количества дрожжей. ** В моих многочисленных анализах сброженных растворов тростникового сахара отношение—по весу—янтарной кислоты к глицерину было достаточно постоянным. Это дало мне право отнести наблюдающиеся отклонения за счет неизбежных во всяком анализе методических погрешностей. Однако в одном случае я нашел отношение янтарной кислоты к глицерину, резко отличающееся от обычного. Вот детали анализа этого брожения. Для брожения было взято 100 г кристаллического сахара и 10 г промытых дрожжей, в виде теста. Сброженная и профильтрованная жидкость выпаривалась с соблюдением всех необходимых мер предосторожности. Для ее нейтрализации потребовалось 180 куб. см известковой воды, Ь8,9 куб. см которой соответствовало 0,06125 г серной кислоты. Кристаллический и очищенный янтарнокислый кальций был собран и дал 0,427 г янтарной кислоты. Вес глицерина, наоборот, поднялся до 3,20 г. Если бы в этом брожении осуществилось обычное отношение янтарной кислоты и глицерина, вес янтарной кислоты равнялся бы приблизительно 0,6 г вместо 0,4 г. Чем был вызван этот исключительный результат, мне не ясно. Не было ничего, что могло бы объяснить мне это. Вес вещества, загрязнявшего янтарнокислый кальций до его взвешивания и удаленного 80° спиртом, был равен 0,165 г и вес нерастворимого в смеси спирта и эфира экстракта сброженной жидкости—0,874 г. Микроскопический анализ дрожжей не обнаружил никаких признаков образования каких бы то ни было посторонних дрожжей.
5a ЛУЙ ПАСТЕР Мы еще не закончили изучения тех превращений сахара, которые не предусматриваются теоретическим уравнением С12Н12012=4С02+ -f-2C4H602. Продолжим их в другом чрезвычайно интересном направлении. § 6. УРАВНЕНИЕ СПИРТОВОГО БРОЖЕНИЯ Внимательный анализ описанных выше результатов легко приводит нас к следующим важным соображениям. Сравним формулы сахара, янтарной кислоты и глицерина. Способный к брожению сахар Cl2Hi2O12=l80^ Янтарная кислота С8Н608 = 118 V С = 6; H = 1; 0 = 8. Глицерин С6Н806 = 92 j С первого взгляда видно, что янтарная кислота беднее, а глицерин богаче водородом, чем сахар, и что если сложить эквиваленты янтарной кислоты и глицерина, то углерод, водород и кислород будут находиться в таких же соотношениях, как и в сахаре. Другими словами, если бы анализ продуктов спиртового брожения дал нам ьес глицерина и янтарной кислоты, в соотношении 92 к 118, было бы легко представить себе, что сахар может явиться источником этих двух продуктов. Но, напротив, отношение веса глицерина к весу янтарной кислоты вместо -г-г^- < 1 равняетсяпри- 3 5 близительно -^р=- = 5. Таким образом, физически невозможно, чтобы сахар давал глицерин и янтарную кислоту в указанных отношениях без одновременного образования другого какого-то продукта, более богатого кислородом или более бедного водородом, чем сам сахар. Но где искать этот богатый кислородом продукт? Большая разница между количествами глицерина и янтарной кислоты требует, чтобы он имел относительно большой вес. Сравнение формул сахара, глицерина и янтарной кислоты показывает, что вес тела, существование которого необходимо вытекает из соотношений двух последних продуктов, должен быть больше 1 г. Только в том случае, если оно. оказалось бы угольной кислотой, вес его мог бы быть меньше. Эти соображения, наряду с результатами анализов твердых продуктов брожения, привели меня к предположению, что равновесие между янтарной кислотой и глицерином устанавливается благодаря летучим продуктам брожения. Так как последние состоят из воды, спирта и угольной кислоты, то искомым уравновешивающим продуктом могла бы быть только угольная кислота. Точное количественное определение этого газа представляет поэтому особый интерес. Точный количественный анализ этого газа оказывается, однако, гораздо более трудным, чем можно было ожидать*. * Хотя я не даю в этом мемуаре количественных определений спирта брожения, но я с большой тщательностью произвел несколько таких его определений. При этом я всегда находил указания на потерю 6% сахара. Это значит, что 6 весовых частей сахара из 100 не давали спирта. Я тщетно пытался произвести количественное определение спирта брожения методом органического анализа. Мне кажется, что обычный способ перегонки сброженной жидкости, за неимением лучшего, должен считаться наиболее пригодным и достаточно точным. Нужно только не забывать ставить на пути от сосуда, в котором происходит брожение, 2 или 3 предохранительные склянки для промывания. Таким образом можно удержать максимальное количество спир-
МЕМУАР О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ 59 Я испытал много различных методов. Наиболее простой оказался в то же время и наиболее удачным й, пожалуй, единственно пригодным. Он состоит в том, что сахар сбраживают в мерном, первоначально наполненном ртутью сосуде, куда последовательно вводят сбраживаемые вещества. К несчастью, при этом способе можно оперировать только с очень небольшим количеством сахара, потому что трудно иметь дело с сосудами большого объема, наполненными ртутью. Сосуды, которыми я пользовался, имели объем в 350— 450 куб. см, включая горло. Вот подробный ход одного опыта. Длинногорлая градуированная колба опрокидывается над ртутью. В первую.очередь в нее вводится 1,440 г кристаллического сахара, затем 0,3 г свежих промытых дрожжей в виде шарика, имеющего консистенцию твердоватого теста. После этого в колбу вводят 8,980 г воды при температуре 15°. Затем колба ставится в термостат при температуре 25—33°. 15 дней спустя брожение было окончено. Я потом действительно убедился при помощи жидкости Фелинга, что следов сахара более не оставалось. Если бы уравнение СиНцОц + НО = 2С4Н602 + 4С02 товых паров, уносимых угольной кислотой. Чтобы удалить угольную кислоту, растворенную в сброженной жидкости, я производил перегонку после прибавления избытка баритовой воды. Что касается количественного определения спирта в перегнанной жидкости, то вот способ, который мне кажется чрезвычайно чувствительным. Количество образованного спирта приблизительно известно на основании веса сбраживаемого сахара. Я отвешиваю 2 порции абсолютного спирта с таким расчетом, чтобы их веса были возможно более близки и заключали между собой предполагаемый вес определяемого спирта. Каждая из порций спирта доводится до общего объема сброженной жидкости. Затем при одной и той же температуре в каждую из 3 жидкостей последовательно опускается для сравнения какой-нибудь спиртомер, хороший или плохой. Качество его не так важно, надо только, чтобы он был чувствителен. Определение окончено, когда одна из искусственно приготовленных жидкостей дает те же показания, что и перегнанная. Вот образец брожения, в котором определялись спирт и другие продукты. 21 мая в термостат поставлены 9,998 г кристаллического сахара с 2,026 г тестообразных дрожжей и 100 г воды. 1 июня проба на сахар с жидкостью Фелинга дает отрицательный результат. Под микроскопом не обнаружены ни молочнокислые, ни какие-либо другие дрожжи. Произведя анализ описанным способом, мы нашли 5,100 г спирта. Угольную кислоту не удалось собрать. Результаты брожения, произведенного с 1/»40 г сахара и описанного на этой странице, позволяют заключить, что 9,998 г сахара должны были дать 4,911 г угольной кислоты. Кроме того, собрано 0,34 г глицерина, 0,065 г янтарной кислоты и 0,13 г целлюлозы и оставшихся не определенными веществ. Таким образом, 9,998 г кристаллического сахара дали: Абсолютного спирта 5,100 Угольной кислот 4,911 Глицерина 0,34 Янтарной кислоты 0,065 Целлюлозы и неизвестных веществ . . 0,13 Всего. . . ♦ . 10,546 Как известно, 9,998 г кристаллического сахара формулы С12Ни01г дают 10,524 сахара С12Н 202. Разница 10,546—10,524=0,022 очень мала и подтверждает общие результаты моей работы, так как количество кристаллического сахара, которое превращается в янтарную кислоту, глицерин и угольную кислоту, фиксирует гораздо больше воды, чем если бы оно прошло через стадию сахара Gi2Hl20L2, чтобы потом подчиниться теоретическому уравнению Лавуазье и Гей-Люссака.
60 ЛУИ ПАОТЕР соответствовало уравнению спиртового брожения, 1,440 г кристаллического сахара должны были бы дать 374,8 куб. см углекислого газа при 0° и 760 мм давления. Однако после всех поправок на температуру и давление я нашел для 0° и 760 мм объем газа, равный 358 куб. см. Разница между теоретическим и найденным объемами составляет 16,8 куб. см. 16,8 куб. см угольной кислоты весят 0,0332 г и соответствуют 0,0645 г кристаллического сахара. Таким образом, исходя из имеющегося количества угольной кислоты, мы находим, что 0,0645 г из общего количества в 1,440 г взятого сахара исчезли, не подчинившись теоретическому уравнению. Это соответствует потере 4,4% сахара, взятого для опыта*. Теперь посмотрим, совпадают ли эти данные с результатами анализа сброженной жидкости, которую легко собрать без потерь. Сперва я убедился в том, что следов сахара не осталось. После фильтрования и осторожного выпаривания я нейтрализовал жидкость известковой водой. На это пошло 4,3 куб. см известковой воды, 28 куб. см которой нейтрализуют 0,06125 г серной кислоты—S03HO. Сделав соответствующие расчеты и перечислив их на 100 г сахара, мы нашли, что образовалось 0,784 г янтарной кислоты. Эта величина, как мы знаем, должна считаться несколько повышенной^ так как небольшое количество извести идет на нейтрализацию не янтарной, а другой кислоты. Сами дрожжи вносят некоторое количество кислоты. 0,3 куб. см известковой воды пошло на нейтрализацию кислот навески дрожжей, равной по весу взятым дрожжам. Все это уменьшает количество янтарной кислоты до 0,7% от веса сахара. Тщательно определенный вес глицерина дал 0,0505 г, что соответствует 3,5% от веса сахара. * Эти опыты очень капризны. Определения надо производить зимой, когда температура близка к нулю, чтобы величина поправки имела наименьшее значение. Еще лучше пользоваться жестяной муфтой, благодаря которой можно . обложить колбу льдом. При этом условии опыты можно ставить . ! I во всякое время года. На горлышко опрокинутой колбы насажи- /·—\ вается пробковый щиток (фиг. 1). Муфта прикрепляется к пробке. If ) Стеклянная трубка, закрепленная в пробке, служит для оттока растаявшего льда. Лучше пробку расположить на такой высоте, чтобы вся часть колбы, занятая газом, была целиком погружена в лед и чтобы сбраживаемая жидкость помещалась в той части горлышка, которая находится между пробкой и уровнем ртути в цилиндре, когда ртуть внутри баллона и снаружи в цилиндре находится на одном и том же уровне. Если бы сбраживаемая жидкость была частично погружена в лед, ее температура осталась бы неизвестной, и имелись бы сомнения относительно поправки на растворимость угольной кислоты в этой жидкости. Фиг. 1. Операция по установлению этой поправки является наиболее деликатной/ Чтобы ее вывести, я пользовался жидкостью, имеющей, примерно, состав сброженной жидкости. Я ее получал прямым смешиванием воды, спирта, янтарной кислоты и глицерина и изучал растворимость в ней угольной кислоты в тех температурных условиях, в которых находилось содержимое колбы. Растворимость всегда была меньше, чем в,чистой воде. Что касается поправки на давление паров воды и спирта, я довольствовался таблицами для водяных паров. Эта поправка при 0° очень мала и не дает заметной ошибки, если жидкость даже и не представляет собой чистой воды.
МЕМУАР О ΟΠΗΡΪΟΒΟΜ БРОЖЕНИИ 61 Соотношение различных продуктов брожения здесь очень близко к тому, что мы имели при брожении 10 г сахара, подробный анализ которого был дан выше. Таким образом, путем определения веса угольной кислоты мы должны были бы найти потерю не 4,4% сахара, а приблизительно 6%, так как к весу глицерина и янтарной кислоты нужно прибавить, с одной стороны, прибыль веса дрожжей и, с другой—вес веществ, которые следует ввести для восстановления уравнения между сахаром, глицерином и янтарной кислотой. Разница между теоретическим выводом и экспериментальными результатами должна была бы равняться не 16,8, а 22,2 куб. см. Разность=5,4 куб. см. Так как ошибка в определении объема угольной кислоты далеко не могла быть величиной этого порядка, то приходится допустить, что угольной кислоты было образовано больше, чем диктуется уравнением СмНцОц + НО = 2С4Н602 + 4С02, с. относящимся к общему весу сахара в 1,440 г за вычетом ^ этого веса. Иными словами, реакция, дающая янтарную кислоту и глицерин, взятая в отдельности, дала бы некоторое количество угольной кислоты. Не приходится сомневаться в том, что равновесие между янтарной кислотой и глицерином, с одной стороны, и сахаром — с другой, восстанавливается этим избытком углекислого газа. Этого результата можно было ожидать не только исходя из разницы в отношении глицерина к янтарной кислоте и отсутствия среди продуктов брожения твердого сильно окисленного вещества; само количественное определение угольной кислоты фактически устанавливает, что образующийся объем -этого газа превышает количество, требуемое уравнением Лавуазье и Гей-Люссака, если последнее относится ко всему количеству сахара, которого оно может касаться. Остается, тем не менее, установить связь между элементами сахара и элементами янтарной кислоты, глицерина и угольной кислоты посредством такого уравнения, которое могло бы рассматриваться если не как точное, то как приближенное выражение фактов. «Я взял себе за правило,—писал Шеврель,—выяснить во всех моих анализах с той максимальной точностью, которая доступна современной науке, состав отдельных веществ». «Не будет никогда лиш-, ним-повторять,—прибавляет знаменитый химик,—что анализ может считаться удовлетворительным лишь в той степени, в какой удалось отделить данное вещество от всего, что может быть от него отделено, при условии, что расщепленные вещества, сведенные к определенным химическим видам, дают в сумме вес анализируемого вещества»*. Я старался следовать этим мудрым правилам. Не только полезно, но и необходимо убедиться, что ум удовлетворяется, как это и говорит Шеврель, лишь при условии неуклонного применения этих правил во всех аналитических исследованиях. Следующее уравнение совпадает с результатами анализов. Я не решаюсь его назвать совершенно точным, но, вероятно, оно мало удалено от истины. Если бы можно было ввести в него в более полной степени детали явления, оно, по всей вероятности, упростилось бы. * Chevreul.—Considérations générales sur l'analyse organique et sur ses applications. Paris, 1824, in—8°.
62 ЛУИ ПАСТЕР . У меня нет достаточно уверенности, чтобы думать, что мне удалось обнаружить все продукты спиртового брожения в их точных соотношениях. Я смог заниматься только теми из них, которые играли значительную роль в весовом балансе и в определении объемов. Здесь особенно важно действительное фактическое равенство между сахаром и суммой основных продуктов. Что касается химического уравнения, выраженного в эквивалентах, то может ли оно передать такой сложный акт? Одновременно с образованием спирта образуются угольная кислота, янтарная кислота, глицерин, целлюлоза, жировые вещества. Кроме того, несомненно, образуется много других веществ, может быть, не менее важных для жизни клеток и, следовательно, для химического превращения сахара, чем два последних вещества,хотя их'вес и должен быть чрезвычайно ничтожным. Наука еще недостаточно ушла вперед, чтобы можно было надеяться выразить точным уравнением химический акт, соответствующий жизненному явлению. Однако я признаю, что можно было бы сомневаться в точности моих результатов, если бы не удалось установить равенство между сахаром и основными веществами, сопровождающими угольную кислоту и спирт, так как, со своей стороны, эти 2 последних продукта,, кажется, образуют уравнение с частью сахара. Именно с^этой точки зрения и с указанными оговорками следует рассматривать приводимое ниже уравнение. Мы находим, что 4,5 г кристаллического сахара, расщепляясь согласно уравнению 49 СиНцОц 109 НО _ 12 С8Н608 72 С6Н806 60 С02* Сахар Вода Янтарная Глицерин Угольная кислота кислота дают: Янтарной кислоты 0,760 Глицерина 3,607 Угольной кислоты 0,708 Итого 5,075 Количества глицерина и янтарной кислоты мало отличаются от количеств, полученных в опыте со сбраживанием 100 г сахара. Угольной кислоты как раз столько, сколько требуется. Действительно, если взять 0,708% от 1,440 г сброженного сахара, о котором мы только что говорили, мы получим 0,010 г, а 0,010 г угольной кислоты составляют 5 куб. см углекислого газа. Это именно и есть избыток газа брожения, вычисленный по соответствующим ему * Это уравнение может иметь такой вид: СмН1а01В + 48С12Н12012 + 60НО = 12С8Н608 + 72С6Н8Ов + 60СО2. Разделив все коэфициенты на 12, мы получаем: CjHA + 4С12Н12012 -h 5НО = С8Н608 + 6С6Н806 + 5С02 Нельзя ли себе представить, что небольшое количество целлюлозы и воды, представленное весом ΟχΗ^, вступает в реакцию с весом сахара, равным 4С12Н12012, чтобы путем присоединения 5НО образовать количества янтарной кислоты, глицерина и угольной кислоты, указанные во второй части последнего» уравнения?
МЕМУАР О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ 63 весовым количествам веществ, не являющихся ни спиртом, ни углекислотой. Все сказанное приводит к необходимости допустить, что, неза-. висимо от янтарной кислоты, глицерина и других продуктов, которые мы будем дальше рассматривать и в числе которых находится целлюлоза, образуется угольная кислота, тесно связанная с наличием янтарной кислоты и глицерина и восстанавливающая равновесие (уравнение) между этими продуктами и сахаром. § 7. ДОБАВЛЕНИЕ К ПРЕДЫДУЩЕМУ ПАРАГРАФУ Когда я уже закончил количественные определения образующегося во время брожения углекислого газа, о которых я только что говорил, я установил совершенно неожиданный факт, который заставил меня несколько усомниться в правильности определений и выводов предыдущего параграфа. Я заметил, что избыток дрожжей, оставленный в присутствии небольшого количества сахара, сперва, его расщепляет обычным образом. Затем дрожжи начинают чрезвычайно активно действовать на свои собственные ткани и дают относительно значительные количества угольной кислоты и спирта 9. У меня вполне естественно возник вопрос, нельзя ли приписать избыток углекислого газа в опытах, аналогичных описанному в предыдущем параграфе, именно этому сбраживанию углеводистых веществ дрожжей, происходящему после исчезновения сахара. Для решения этого вопроса был найден верный способ. Нужно было вызвать брожение сахара при помощи белкового вещества и ничтожного, почти невесомого количества дрожжей, употребленных в качестве посевного материала. Таким путем могло бы образоваться лишь, необходимое для расщепления сахара количество дрожжей. Целлюлоза вновь образованных дрожжей являлась бы продуктом того же сахара. Поэтому, если бы даже дрожжи и разложились частично, то продукты этого разложения в итоге оказались бы не чем иным, как продуктами сброженного сахара. Я вновь проделал опыт, подобный описанному в предыдущем параграфе, взяв вместо обычных дрожжей лишь вещества, из которых они могли образоваться под влиянием нескольких свежих и зрелых клеток. ]В баллон емкостью в 400 куб. см с делениями на шейке я ввел сперва 1,498 г сахара, затем 0,165 г минеральных и белковых веществ, растворенных в 10,2 куб. см чистой воды и смешанных с ничтожно малым количеством свежих дрожжей. Через 8 дней брожение было окончено. После того как были произведены все поправки, общий объем углекислого газа при 0° и 760 мм давления оказался разным 372,8 куб. см. Согласно теоретическому уравнению, из 1,498 г кристаллического сахара должно было образоваться 389,9 куб. см углекислоты. Разница составляет 17,1 куб. см углекислоты. Она соответствует 4,38% потери в весе сахара. Тот же результат мы имели в предыдущем параграфе. Потеря сахара, вычисленная по количеству угольной кислоты, оказывается на 1,5% меньше найденной. Источника ошибки, которого я боялся, следовательно, не существует. Мы можем спокойно принять, что небольшие количества дрожжей, после того как они произвели сбраживание сахара, на-
64 ЛУИ ПАСТЕР столько теряют свою активность, что уже не могут частично разрушать сами себя. Вся освободившаяся угольная кислота происходит, таким образом, исключительно за счет сахара, подвергнутого брожению. Во второй части этого мемуара я вернусь к этим замечательным фактам, которые, несомненно, прольют свет на природу и способ действия пивных дрожжей. § 8. ЯНТАРНАЯ КИСЛОТА И ГЛИЦЕРИН ЯВЛЯЮТСЯ ПОСТОЯННЫМИ ПРОДУКТАМИ СПИРТОВОГО БРОЖЕНИЯ Я проанализировал описанными способами значительное количество случаев спиртового брожения, протекавшего в самых различных условиях. Я менял температуру, давление, вес дрожжей, вес сахара, вид сахара, природу и происхождение дрожжей, щелоч- рюсть и кислотность среды. В некоторых случаях я пользовался вполне организованными дрожжами. В других—я заставлял их самопроизвольно развиться вследствие соприкосновения жидкости с воздухом или путем посева свежих клеток зрелых дрожжей. Несмотря на все обилие и разнообразие условий, я ни разу не имел основания усомниться в образовании глицерина и янтарной кислоты. Они являются, так же как угольная кислота и спирт, постоянными продуктами спиртового брожения*. Мы увидим,что сюда надо прибавить довольно значительное количество целлюлозы, происшедшей из сахара, и жирового вещества. Эти вещества фиксируются клетками, образование и развитие которых тесно связано со всяким спиртовым брожением. Тут возникает деликатный вопрос, окончательное разрешение которого чрезвычайно трудно. Наша привычка рассматривать спиртовое брожение, как чрезвычайно простое явление, дает многим повод считать глицерин и янтарную кислоту побочными продуктами спиртового брожения, связанными, может быть, с другим, протекающим параллельно брожением, возникшим под влиянием особых * Приводимая ниже таблица представляет некоторые результаты, относящиеся к брожению главных сбраживаемых Сахаров. Данные этой таблицы показывают, что все сахара в результате брожения дают янтарную кислоту и глицерин. Для того, чтобы определить количественные изменения янтарной кислоты и глицерина для различных Сахаров, следовало бы брать болзе значительные весовые количества сахара. Тем не менее, так как условия брожения, иллюстрируемые в этой таблице, были строго одинаковы, я позволяю себе заключить, что: 1) лактоза и некристаллизующийся сахар дают наибольшие количества янтарной кислоты и глицерина; 2) кристаллический сахар требует образования наименьшего количества дрожжей для полного сбраживания; 3) глюкоза бродит быстрее всех. Я должен добавить, что по вопросу о сравнительном изучении брожения глюкозы и тростникового сахара и о необходимых количествах дрожжей для сбраживания этих Сахаров Розе опубликовал результаты, которые находятся в явном противоречии со многими моими наблюдениями. Я считаю эти результаты, несомненно, преувеличенными (R о s е.—Uber die Gahrungsfàhigkeit der Zuckerar- ten. Annalender Physiku. Chemie, 52, 1841, p. 293—297). Для того., чтобы вызвать одинаковый бродильный процесс, по Розе, нужно взять в 8 раз больше дрожжей для тростникового сахара, чем для глюкозы. При одинаковых же и небольших количествах дрожжей брожение глюкозы заканчивается в несколько дней, тогда как брожение тростникового сахара равняется нулю даже спустя несколько месяцев. Глюкоза бродит несколько лучше и быстрее, чем тростниковый сахар, но разница не представляет ничего чрезмерного, и количества дрожжей, потреб-
МЕМУАР О СПИРТОВОМ БРОЖЫШИ 65 и неизвестных причин. Тогда приходится считать, что часть сахара расщепляется на спирт и угольную кислоту, другая же часть дает глицерин, янтарную кислоту и угольную кислоту. Расщепление сахара на спирт и угольную кислоту оказалось бы, таким образом, не только теоретически возможным, но и практически осуществимым при спиртовом брожении, где мы имели бы пример двух одновременные для полного сбраживания этих двух Сахаров, являются величинами одного и того же порядка. Вес образовавшихся дрожжей . . Вес экстракта, оставшегося в сброшенной жидкости . . Вес янтарной кислоты Вес глицерина Длительность брожения 9,873 г лактозы. 20 куб. см дрожжевой воды. Следы дрожжей 0,191 — - - 14 дн. 9,948 г лактозы. 20 куб. см дрожжевой воды. Следы дрожжей 0,192 — 0,075 0,338 14 дн. 9,814 г глюкозы. 20 куб. см дрожжевой воды. Следы дрожжей 0, 170 0,295 0,066 0,297 10 дн. 9,976 г сталлического сиропообразного сахара. 20 куб. см дрожжевой воды. Следы дрожжей 0,136 — 0,058 0,28 13 дн. 9,899 г кристаллического сахара. 20 куб. см дрожжевой воды. Следы дрожжей 0,152 0,260 0,068* 0,288 н дн. Вес янтарной кислоты несколько преувеличен, так как расчеты производились по количеству извести, необходимой для нейтрализации. Вес экстракта, полученного из сброженной жидкости, наоборот, несколько преуменьшен, так как он не включает части, связанной янтарнокислыми солями. Я называю лактозой сахар, образованный из сахара молока действием кислот. Он был кристаллическим и терял 2,8% веса при 100°. Глюкоза получалась из тростникового сахара инверсией кислотами. Она хорошо кристаллизовалась и теряла 9,03% веса после четырехдневного пребывания при температуре в 100°. Некристаллизующийся сахар происходит из тростникового сахара, инвертированного действием кислот. Сахар, оставленный на 2 года в виде сиропа, после выделения кислоты дал правовращающую кристаллическую глюкозу и левовра- щающий некристаллизующийся сироп. В 9,976 г сиропа содержалось 6,98 г сахара * G12H12Oi2, определенного реактивом Фелинга и высушиванием при 100°. 20 куб. см дрожжевой воды** содержали 0,334 г белковых и минеральных веществ. n Вопрос о предварительном превращении при брожении тростникового сахара в виноградный много обсуждался. Говорили, что тростниковый сахар не сбраживается непосредственно; он должен сперва превратиться в виноградный сахар. Способность превращения тростникового сахара считалась присущей растворимой части пивных дрожжей. Все, что написано по этому поводу, не подкреплено достаточными доказательствами. Я лично считаю, что образование виноградного сахара происходит просто благодаря постоянному образованию янтарной кислоты. Явление это имеет чисто побочный характер, и нет никакой необходимости, чтобы тростниковый сахар для того, чтобы начать бродить, сперва превращался в виноградный, если только под этим не подразумевают, что тростниковый сахар может расщепиться на спирт и угольную кислоту только после присоединения 1 эквивалента воды. * В тексте французского издания 0,68. Явная опечатка.— Ред. ** В тексте французского издания сказано: «20 куб. см дрожжей». Это—явная описка, должно быть: «дрожжевой воды».—Ред. Л. Пастер. °
66 ЛУИ ПАСТЕР кых химических реакций, протекающих под действием двух различных сил*. Если в каких-нибудь частных случаях мне удалось бы получить брожение сахара без образования янтарной кислоты и глицерина, я бы, конечно, остановился на этой точке зрения. Но я ни разу не получил таких результатов, хотя проанализировал больше 100 брожений, проведенных в самых различных условиях. Количества этих продуктов иногда уменьшались, иногда увеличивались, но в пределах точности моих анализов их соотношение почти не изменялось· Ии в одном случае они не исчезли. Количественные изменения в содержании янтарной кислоты, глицерина и, следовательно, других продуктов брожения не должны нас поражать в процессе,.где условия, создаваемые ферментом, сами так изменчивы. Меня удивляет, наоборот, закономерное постоянство результатов. Это вполне подтверждается многочисленными анализами, приведенными в этом мемуаре. Я склонен считать процесс спиртового брожения явлением простым, единым и в то же время таким сложным, каким может быть лишь явление, тесно связанное с жизнью и дающее начало разнообразным и вместе с тем необходимым продуктам. Физиологическая функция дрожжевых клеток, настоящих живых клеток, тесно связанная с их жизнью, заключалась бы в превращении сахара, подобно тому как клетки молочной железы превращают элементы крови в различные составные части молока в соответствии с их жизнью и изменениями их тканей. В настоящий момент моя вполне определившаяся точка зрения на природу спиртового брожения сводится к следующему. Химический процесс брожения представляет собою явление, тесно связанное с жизнью, начинающееся и оканчивающееся вместе с последней. Я думаю, что нет спиртового брожения без одновременного образования, развития и размножения клеток или продолжающейся ждзни клеток уже сформировавшихся. Результаты исследований, приве- Иными словами, я не думаю, чтобы дрожжевые клетки обладали особой способностью к превращению тростникового сахара в виноградный. Но сахар должен претерпевать в присутствии янтарной кислоты те изменения, которые обычно происходят под влиянием кислот. Янтарная же кислота, как известно, является постоянным продуктом спиртового брожения. Полезно было бы выяснить, дают ли также мелитоза, трегалоза и мелеци- тоза, способные к брожению сахара, указанные в последнее время Бертло (Sur le trehalose, nouvelle espèce de sucre. Comptes rendus de l'Académie des sciences, 46, 1858, p. 1276—1279. Sur le mélézitose, nouvelle espèce de sucre. Ibid., 47, 1858, p. 224—227), янтарную кислоту и глицерин. Очень вероятно, что это окажется именно так. * Если бы глицерин и янтарная кислота являлись продуктами брожения, протекающего параллельно спиртовому, то пивные дрожжи, по всей вероятности, были бы смешаны с какими-нибудь другими дрожжами. Но многочисленные микроскопические исследования привели меня к заключению, что дрожжи остаются совершенно гомогенными, без всякой примеси, и что изменения наблюдаются только во внутренней структуре их клеток. Если под микроскопом и удается обнаружить что-нибудь, помимо клеток пивных дрожжей, то можно быть уверенным, что это какие-то новые дрожжи, возникшие случайно, в силу каких-то ненормальных условий. Об этом сразу свидетельствует состав среды. Продукты, характерные для этих посторонних дрожжей, находятся в растворенном состоянии в жидкости, но янтарная кислота и глицерин имеются при всяком нормальном брожении, и никакое другое вещество, отличное от спиртовых дрожжей, не может объяснить их образование.
МЕМУАР О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ 67 денные в этом мемуаре, находятся, по-моему, в полном противоречии со взглядами Либиха и Берцелиуса. Я придерживаюсь этой же точки зрения в отношении молочнокислого брожения, маслянокислого брожения, брожения винной кислоты и многих других брожений в собственном смысле этого слова, которые я последовательно буду изучать. В чем же заключается, с моей точки зрения, химический процесс расщепления сахара и какова его глубокая причина? Я должен признаться, что я этого совершенно не знаю. Можно ли сказать, что дрожжи питаются сахаром, выделяя его потом обратно как экскремент в форме спирта и угольной кислоты? Можно ли сказать, наоборот, что дрожжи, развиваясь, образуют вещество, подобное пепсину, которое действует на сахар, а затем, истощившись, исчезает, так как никакого подобного вещества в жидкостях обнаружить не удается? Я ничего не могу сказать по поводу этих гипотез. Я их не принимаю и не отвергаю. Я не хочу выходить за пределы фактов. Факты же мне говорят только, что все брожения, в собственном смысле этого слова, тесно связаны с физиологическими процессами. § 9. О СЛУЧАЙНОМ ОБРАЗОВАНИИ МОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ ПРИ СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ В начале этого мемуара я упомянул об общепринятом воззрении химиков на природу кислоты, которая была впервые замечена Лавуазье среди продуктов спиртового брожения. Он принимал ее за уксусную кислоту. Позже ее стали считать молочной кислотой. В действительности ни уксусная, ни молочная кислоты не являются продуктами спиртового брожения. Присутствие уксусной кислоты объясняется тем, что сброженная жидкость находилась в совершенно особых условиях в соприкосновении с воздухом. Что же касается молочной кислоты, то она также является случайным продуктом. Многочисленные и точные опыты убедили меня в том, что во время спиртового брожения не образуется даже самого малого количества молочной кислоты*. Можно быть уверенным, что во всех случаях, когда появляется молочная кислота,—а это бывает очень редко, если не создавать специально благоприятных для этого условий,—пивные дрожжи смешаны с молочнокислыми. Оба вида дрожжей существуют самостоятельно и вызывают характерные для них превращения. В этом случае можно постоянно находить в сброженной жидкости, кроме глицерина и янтарной кислоты, еще молочную кислоту и маннит, а также новую кислоту, на которую я в ближайшее время обращу внимание химиков. Впрочем, нет ничего проще, как узнать под микроскопом во время брожения или после его окончания, смешаны ли пивные * Описанные в одном из предыдущих параграфов опыты, связанные с количественным определением угольной кислоты при спиртовом брожении, если их сопоставить с количественным определением янтарной кислоты и глицерина, достаточны для того, чтобы установить, что совсем не образуется молочной кислоты. Самое незначительное образование молочной кислоты должно было бы повлечь за собой значительное уменьшение объема угольной кислоты. 5*
68 ЛУИ ПАСТЕР дрожжи с молочнокислыми. По своей форме, объему, движениям последние настолько отличаются от пивных дрожжей, что различить их нетрудно. Трудность возникает только в том случае, когда берутся пивные дрожжи, загрязненные пылью или посторонними телами, которые по размерам сходны с маленькими члениками молочнокислых дрожжей. В таком случае для их распознавания требуется некоторый навык. Но с предварительно отмытыми дрожжами оперировать легко. Пыль или мелкие посторонние тела, с которыми они смешаны, удаляются декантацией промывных вод или же оседают первыми на дно сосуда. Наиболее точным химическим способом выяснения присутствия или отсутствия молочной кислоты является полный анализ сброженной жидкости. Этот анализ мало чем отличается от того, которым пользуются для отделения янтарной кислоты от глицерина. Я изложу его вкратце, так как я вернусь к нему в подробном мемуаре о продуктах молочнокислого брожения. Сброженная жидкость осторожно выпаривается и обрабатывается смесью спирта и эфира, которая растворяет глицерин, янтарную кислоту, молочную кислоту и новую кислоту, о которой я упомянул выше. Маннит и белковые вещества остаются нераство- ренными. Этот сложный раствор выпаривается и нейтрализуется чистой известковой водой. После нового выпаривания его обрабатывают эфирной смесью, растворяющей глицерин. Нерастворенный осадок кипятят с 90—95° спиртом. Последний растворяет молочнокислый кальций, не трогая ни янтарнокислой, ни другой соли кальция, так как они обе не растворяются в крепком спирте. § 10. КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ, НАБЛЮДАЕМЫЕ В СООТНОШЕНИИ ПРОДУКТОВ БРОЖЕНИЯ Количества глицерина при брожении тростникового сахара, под влиянием пивных дрожжей могут изменяться от 2,5 до 3,6% от веса сахара; количества янтарной кислоты—от 0,5 до 0,7%. Я никогда не находил величин, больших или меньших, чем только что указанные, за исключением вина, в котором количество этих веществ значительно увеличено. Что касается потерь сахара—я под этим подразумеваю количество сахара, не подчиняющееся теоретическому уравнению,—то они колеблются между 4,5 и 6,0%. Эти количественные изменения глицерина, янтарной кислоты,..., влекущие за собой соответствующие изменения количеств спирта и угольной кислоты, выдвигают важный вопрос, которого я могу, к сожалению, коснуться лишь слегка, именно—вопрос о причинах этих изменений. Все, что я могу сказать по этому поводу, заключается в следующих положениях. Глицерина и янтарной кислоты образуется тем больше и спирта тем меньше, чем более продолжительно брожение, чем более истощены и старше дрожжи при наличии малого количества питательных веществ и питательных материалов, мало пригодных для размножения дрожжевых клеток. Брожения, вызванные посевом дрожжей, при избыточном количестве белковых и минеральных веществ, пригодных для развития клеток, дают меньше глицерина и янтарной кислоты и больше спирта.
МБМУАР О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ 69 Небольшая кислотность жидкости, мне кажется, уменьшает количества глицерина и янтарной кислоты. Это происходит, например, в случаях образования небольшого количества молочнокислых дрожжей. В нейтральной среде происходит обратное*. Я должен, однако, сказать, что в некоторых случаях, без того, чтобы я мог найти причину, мне приходилось наблюдать исключения из этих общих результатов моих анализов. Но что лучше всего показывает, что я охватил не вполне, а лишь некоторые стороны количественных изменений различных продуктов брожения,—это результаты, полученные мною при изучении вина. В вине обыкновенно находят очень большие количества глицерина и янтарной кислоты. Между тем брожение виноградного сока происходит в кислой среде в присутствии белковых и минеральных веществ, которые как будто больше всего соответствуют природе спиртовых дрожжей. Вторая ч а с τ ь ЧТО ПРОИСХОДИТ С ПИВНЫМИ ДРОЖЖАМИ ПРИ СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ § 1. ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ УЧЕНИЯ О ПИВНЫХ ДРОЖЖАХ И ИХ ПРЕВРАЩЕНИЯХ ВО ВРЕМЯ СПИРТОВОГО БРОЖЕНИЯ™ Левенгук** изучает в 1680 году под микроскопом пивные дрожжи и находит, что они состоят из очень маленьких сферических или яйцеобразных шариков. Но химическая природа этого вещества неизвестна. В мемуаре о брожениях, премированном в 1787 году Флорентийской академией и прочитанном в Париже в Обществе любителей, науки в 1799 году, итальянский ученый Фаброни, приводя различные взгляды и много ошибочных фактов, сближает и даже отождествляет дрожжи с клейковиной. Это был шаг вперед; этим указывалось место, которое дрожжи должны были занимать среди органических продуктов. Это относило дрожжи к животным, как называли тогда, веществам, т. е. к тем, которые дают при перегонке аммиак***. * Я приведу в дальнейшем соотношения, в каких образуются янтарная кислота и глицерин в присутствии мела или щелочей. **'Leewenhoek (A. van). Arcana naturae détecta. Expérimenta et con- templationes. Delphis Batavorum, 1695, 588 p. in 8° (fig.), p. 6—16. *** См. критическое резюме Фуркруа о работе Фаброни (F о и г с г о у.—Notice d'un Mémoire du cit. Fabroni sur la fermentation vineuse, putride, acéteuseet sur l'éthérification, lu à la Société philomatique le 3 fructidor, an VII; et réflexions sur la nature et les produits de ces phénomènes... Annales de chimie, 31, an VII, p. 299—327). «Брожение есть не что иное, как разложение одного вещества другим, подобно разложению карбонатов кислотой или сахара азотной кислотой... Вещество, разлагающее сахар [при спиртовом вскипании], представляет собой растительно-животную субстанцию; оно находится как в винограде, так и в хлебном зерне в особых мешочках. Подобно тому как кислоту и карбонаты наливают в сосуд, так при раздавливании винограда смешивают эту клейковинооб- разную массу с сахаром. Как только оба эти вещества приходят в соприкосновение, начинается брожение или вскипание, так же, как это происходит при всяком другом химическом процессе» (Фаброни, стр. 301 и 302). Вот соображения Фуркруа по поводу теории Фаброни о клейковине: «Я должен заметить, что клейковинообразное вещество, рассматриваемое гражданином Фаброни как род постоянного фермента сахара, не является един-
70 ЛУИ ПАСТЕР Это утверждение Фаброни до некоторой степени поставило в порядок дня вопрос о природе фермента. Считалось, что Лавуазье разрешил трудности, касающиеся веществ, способных бродить. Но о природе вещества, вызывающего расщепление сахара, не имели ни малейшего представления. Поэтому в VIII году*, т. е. спустя год после опубликования во Франции работы Фаброни, Отделение физических и математических наук Института объявило конкурс на разрешение следующего вопроса: «Каковы характерные черты, отличающие те из растительных и животных веществ, которые служат ферментом, от тех, которые подвергаются сбраживанию?» Тенар, ободренный предложением Института, взялся за разрешение этой проблемы. В XI году** он напечатал замечательныймемуар***., в котором он занимается, главным образом, природой фермента, его происхождением и претерпеваемыми им изменениями во время процесса брожения. Вот вкратце его содержание. Все естественные сахаристые соки, подвергнутые самопроизвольному сбраживанию, дают осадок, имеющий вид пивных дрожжей и обладающий способностью сбраживать, подобно дрожжам, чистую сахарную воду. Эти дрожжи животного происхождения, т. е. они содержат азот и дают при перегонке много аммиака. Во время процесса брожения дрожжи постепенно теряют свой азот и частично исчезают, превращаясь в растворимые продукты. Если отнести цифры единственного опыта, приведенного Тенаром, к 100 частям, то 20 частей свежих пивных дрожжей и 100 частей сахара оставили после полного сбраживания 13,7 части нерастворимого осадка, еще активного, который, будучи истощен новым количеством сахара, уменьшился до 10 частей. «Этот последний осадок белого цвета, имеет все свойства древесины и не оказывает никакого влияния на новое количество сахарной воды». Указанные результаты, к которым я еще вернусь, приводились во всех работах и служили осно-, вой для всех дискуссий по теории брожения. Я должен сейчас же добавить, что в мемуареТенара, вплоть до последнего издания «Traité de chimie», имеется любопытное место об азоте брожения. «Новые исследования, достойные всяческого внимания химиков,—говорит он,—должны быть направлены на изучение разложения, претерпеваемого ферментом. Нужно проследить, что делается с азотом разло- ственным веществом, обладающим этим свойством, так как, повидимому, крахмал, растительная слизь, даже экстрактивное вещество в малых количествах также могут сбраживать сахаристые вещества, как это наблюдается в сиропах и фармацевтических медах. Правда, гражданин Фаброни может сказать, что в этих разнообразных веществах всегда в больших или меньших количествах находится расгительно-животное вещество, но для цельности его теории надо было бы доказать, что это вещество находится в виноградном соке и в различных бродящих сахарах» (стр. 317 и 318). В работе Фуркруа я нахожу следующее место: «Со времени введения новой номенклатуры в конце лета 1787 года я восставал против выражения «fermentation spiritueuse», так как слово «дух» (esprit) следовало отныне изгнать из науки. Я предложил название «винное брожение» или «алкогольное брожение» (стр. 309). Таким образом, выражение «fermentation alcoolique» (алкогольное брожение) было введено в науку в 1787 году Фуркруа. * В 1800 году.—Ред. ** В 1803 году.— Ред. *** Thenar d.— Mémoire sur le fermentation vineuse. Annales de chimie, 46, an XI, p. 294—320.
МЕМУАР О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ 71 лившегося фермента. Он не смешивается с углекислым газом. Он не входит в состав белого нерастворимого вещества. Он не является составной частью малого количества легко растворимого вещества, которое находят в жидкости при помощи спирта. В спирте он не содержится. Таким образом, вопрос о том, что происходит с азотом фермента, должен быть еще разрешен»*. Хотя эта выдержка, как я покажу дальше, содержит несколько ошибок, она свидетельствует о том, что Тенара занимал вопрос об азоте дрожжей и, кроме того, что этот превосходный химик, специально изучавший этот вопрос, не разделял точки зрения других авторов о превращении азота дрожжей в аммиак. Деберейнер** первый, насколько известно, сообщил, что азот дрожжей находится в жидкости в виде аммиачных солей. Это утверждение было принято всеми химиками. Мало-помалу оно вошло во все элементарные работы, за исключением трудов Тенара. Спустя несколько лет после опубликования мемуара Тенара, Гей-Люссак сообщил чрезвычайно интересные данные. Изучая способы консервирования растительных и животных веществ Аппера***, он заметил, что виноградный сок, сохранявшийся без всяких изменений в течение целого года, начинал бродить уже через несколько дней после того, как был перелит в другой сосуд. Этот факт, установлению которого мы обязаны Апперу, привел Гей-Люссака к опытам, которые всем известны и из которых следовало, что «кислород необходим для того, чтобы началось брожение, но не необходим для того, чтобы оно продолжалось»****. Чтобы отметить новый успех, достойный упоминания в истории вопроса о брожении, кроме уже указанных работ и работы Колена, на которую я уже ссылался, следует обратиться к 1835—1837 годам, к трудам Каньяр-де-Латура*****. Возобновив крайне неполные старые микроскопические наблюдения Левенгука, которые к тому же не были ему известны, Каньяр-де-Латур ввел в интересующие нас исследования новую идею. До него****** дрожжи считались первичным растительным элементом, обладающим свойством осаждаться в при- * Thenar d.—Traité de chimie élémentaire, 6 édition. Paris, 1836, 5 vol. in—8° T. V, p. 65. ** Doebereine r.—Versuche tiber die Gâhrung. Journ. f. Chemie u. Physik, 20, 1817, p. 213—214. **£ A ρ о e r t.—L'art de conserver pendant plusieurs années toutes les substances animales et végétales. Paris, 1810, in —8°. **** Gay-Lussa c—Extrait d'un Mémoire sur la fermentation. Annales de chimie, 76, 1810, p. 246. ***i * Gagniard de Latou r.—Observations sur la fermentation du moût de bière. L'Institut, 23 novembre, 1836, 4, p. 389—390.—Mémoire sur la fermentation vineuse. Annales de chimie et de physique, 2-е sér., 68, 1838, p. 206—222. ****** Было бы несправедливо не упомянуть в изложении вопроса о брожении, ив частности—по поводу наблюдений Каньяр-де-Латура, о более ранних микроскопических исследованиях Демазьера (Recherches microscopiques et physiologiques sur le genre Mycoderma. Annales des sciences naturelles, 10, 1827, p. 42—67), опубликованных на 10 лет раньше работ Каньяр-де-Латура в Annales des sciences naturelles. Правда, Демазьер не занимался дрожжами в собственном смысле этого слова, но ему принадлежит заслуга микроскопического изучения и прекрасного описания строения образующейся на поверхности пива пленки, которую Персон назвал в 1822 году Mycoderma cerevisiae. Работа Демазьера должна была толкнуть на путь микроскопического изучения пивных дрожжей и помочь лучше видеть и лучше понимать их строение. Микроскопические исследования в то время были гораздо более трудны, чем теперь, и Каньяр-де-Латур
72 ЛУИ ПАСТБР сутствии способных бродить Сахаров. Каньяр-де-Латур установил, что «дрожжи являются скоплением клеток, способных размножаться почкованием, а не просто каким-то органическим или химическим веществом, как это раньше предполагалось». На основании своих наблюдений Каньяр-де-Латур заключил, что «дрожжевые клетки выделяют угольную кислоту из сахаристой жидкости, превращая ее в спиртовой раствор, вероятно, именно благодаря действию разрастания клеток»*. Это воззрение нашло сразу в лице Либиха могущественного противника. По его мнению, фермент представляет собой чрезвычайно изменяющееся вещество, которое разлагается и вызывает брожение именно в силу претерпеваемых им изменений. При этом происходит расшатывание и распадение молекул сбраживаемого вещества. Напомнив характерные свойства дрожжей, он говорит: «Только что изложенные факты указывают на существование новой причины, вызывающей всякого рода разложения и соединения. Эта причина является не чем иным, как движением, которое разлагающееся тело сообщает другим веществам, элементы которых имеют лишь слабое сродство друг к другу. Пивные дрожжи и вообще все гниющие растительные и животные вещества переносят на другие тела то состояние разложения, в котором они сами находятся* Движение, которое передается их собственным элементам, сообщается также элементам тел, которые находятся с ними в соприкосновении**. Из исторического обзора, опубликованного недавно Шеврелем в февральском выпуске «Journal des savants» за 1856 год (стр. 99), сам рассказывает, что в 1810 году, пользуясь чрезвычайно несовершенным микроскопом, он думал, что дрожжи представляют собой подобие очень мелкого песка, состоящего из кристаллических зерен (цит. мемуар, стр. 208, примечание 1). Демазьер нашел, что указанная пленка состоит из множества гиалиновых яйцет видных капсул, которые, по его мнению, могут тесно спаиваться концами с образованием более или менее ветвистых трубок и т. д. Он нашел, кроме того, что эти шарики обладают способностью своеобразного движения. Он был убежден в их животной природе и относил их к инфузориям. Совершенно очевидно, что Демазьер смешал броуновское движение с подлинным движением живого вещества. Исследования Броуна были напечатаны только в 1828(и 1830)году(В rown.— Expo é sommaire des observations microscopiques faites... sur les particules contenues dans le pollen des plantes et sur l'existence générale de molécules actives dans les corps organisés et inorganisés. Annales des sciences naturelles, 14, 1828, p. 341—361.—Remarques additionnelles sur les molécules actives. Ibid., 19, 1830, p. 104—110). В этих Remarques аааШоппе11е8(дополнительных замечаниях) Р.Броун вносит поправки в свои первоначальные наблюдения и останавливается на следующей точке зрения: «Мельчайшие частицы твердого вещества как органического, так и неорганического происхождения, взвешенные в воде или в какой- либо другой водной жидкости, производят движения, которые по своей неправильности и кажущейся независимости в высокой степени напоминают медленные движения простейших инфузорий» (стр. 104). Таковы движения дрожжевых клеток или тех более мелких клеток, которые иногда их сопровождают. Эти движения ввели в заблуждение Демазьера и многих естествоиспытателей до него. Р. Броун сам дважды возвращался к этим наблюдениям, чтобы их лучше понять. Его первые впечатления оказались совсем ошибочными. * Gagniard de Latou г.—Mémoire sur la fermentation vineuse, p. 221. ** L i e b i g.—(Sur les phénomènes de la fermentation et de la putréfaction, el sur les causes qui les provoquent). Annales de chimie et de physique, 2-е sér., 71, 1839, p. 178. L i e b i g,—Lettres sur la chimie. Paris, 1852, in—16°. 28-e lettre.
МЕМУАР О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ 73 видно, что Сталь высказывал относительно причин брожения идеи, аналогичные идеям Либиха. Либих развивал свои взгляды в большинстве своих работ с настойчивостью и убежденностью, которые мало-помалу привели к их торжеству. Теперь они приняты всеми в Германии и Франции. Фреми и Бутрон применили их к молочнокислому брожению с некоторыми изменениями, которые всеми признаны. Доминирующая идея их работы следующая. В веществах, способных играть роль фермент^ характер брожения меняется в зависимости от степени изменения этого вещества. В разных стадиях его разложения оно будет фер. ментом спиртовым, молочнокислым..., в зависимости от большеи или меньшей степени его изменения. L i е b i g.—Traité de chimie organique. Paris, 1841—1843, 3 voi in—8°. Introduction, p. 29. Заметка о мемуаре Канъяр-де-Латура и наблюдениях Гей-Люссака о влиянии кислорода на брожение Когда Каньяр-де-Латур сообщил свои первые наблюдения, некоторые лица постарались, как это часто бывает, уменьшить его заслугу, распространив слухи, что эти результаты были уже опубликованы в Германии доктором Шван- ном. Совершенно верно, что Каньяр-де-Латур и Шванн пришли, независимо друг от друга и почти одновременно, к одинаковым выводам о природе дрожжей. Но не менее достоверно также и то, что Каньяр-де-Латуру принадлежит приоритет в их опубликовании. Вот выдержка из мемуара Шванна (Vorlâufige Mitteilung bettreffend Versuche iiber die Weingâhrung und Fâulniss. Annalen der Physik, 41 1837, p. 184—193). «Настоящее сообщение представляет собой повторение без изменения доклада, сделанного от моего имени профессором Мюллером в первых числах февраля этого года (1837) в Обществе друзей естественных наук в Иене. Вскоре после этого я получил «L'Institut» от 23 ноября 1836 года, из которого узнал, что Каньяр-де-Латур произвел над брожением пива аналогичные наблюдения, которые мне до сих пор были неизвестны». Но работа Шванна содержит ценные наблюдения, проливающие свет на природу самопроизвольных брожений и позволяющие иначе истолковать опыты Аппера, чем это сделал Гей-Люссак. Шванн повторяет опыты Аппера, внося в них существенные изменения. Вместо того, чтобы ограничиться нагреванием при 100° сбраживаемой жидкости в закрытых сосудах, он приводит жидкость в соприкосновеннее обычным, предварительно прокаленным воздухом. Никакое брожение или гниение не развивается, даже спустя несколько недель. Можно было думать,—и действительно, так думали,—что кислород заключенного в сосудах воздуха в опыте Аппера сгущался, соединялся с органическими веществами. С другой стороны, легко объяснить сохранение органических веществ при употреблении метода Аппера, если допустить, что кислород необходим для возникновения брожения или гниения. Достаточно было сказать, что в результате этого метода весь кислород воздуха исчезает, соединяясь с органическими веществами. Таково и было, действительно, объяснение Гей-Люссака. «Как бы то ни было, мне кажется, что сохранение животных и растительных веществ методом Аппера можно легко понять Эти вещества приобретают от соприкосновения с воздухом склонность к брожению или гниению. Но если их подвергают действию температуры кипящей воды в хорошо закрытых сосудах, кислород поглошается, производит новое со^- единение, которое не обладает больше свойством вызывать брожение и гниение или которое становится твердым, благодаря действию жара, как белковые веше- ства (Gay-Lussa с.—Extrait d'un Mémoire sur la fermentation. Annales de chimie, 76, 1810, p. 255). Модификация, внесенная Шванном в опыт Аппера, делает объяснение Гей- Люссака неприемлемым, так как в опыте Шванна некоторое количество кислорода находится в соприкосновении с растительным или животным веществом. Только этот кислород принадлежит прокаленному воздуху. Следовательно, наиболее естественной теорией кажется следующая. Воздух содержит нечто, вызывающее брожение или гни ние. Это нечто—зародыши, озон,твердые частицы, жидкости... разрушается жаром. Вот почему методом Аппера или Шванна пре-
74 ЛУИ ПАСТЕР Идеи Либиха получили дальнейшее развитие и были поддержаны исключительным образом в замечательной посмертной работеЖерара*. Вот, с моей точки зрения, основная причина постепенного успеха у химиков идей Либиха. За последние двадцать лет обнаружен ряд явлений, которые относят к спиртовому брожению в собственном смысле этого слова, но при которых не удалось обнаружить существование особых тайнобрачных растений. Во всех, однако, имелось вещество, бывшее живым и подвергавшееся изменениям. Поместите, например, в раствор сахара, к которому прибавлен мел, какое-нибудь содержащее азот животное вещество—казеин, клейковину, фибрин, желатину, сычужную вытяжку, животную мембрану,...—и вы увидите, что сахар постепенно превратится в молочную кислоту. Хотя эти животные вещества сильно различаются по своей природе, структуре, форме, но конечное действие их на сахар одно и то же. Только одно свойство представляется сходным у всех этих содержащих азот веществ—это их постепенное разложение. Стало быть, имеется связь между превращением сахара в молочную кислоту и порчей этих веществ, их разложением. Исследованиями Колена о спиртовом брожении, относящимися к 1825 году,были установлены аналогичные факты для спиртового брожения. Этот химик обнаружил, что самые различные животные вещества могут вызвать расщепление сахара на спирт и угольную кислоту**. Однако одно интересное обстоятельство должно было бы привлечь внимание и призвать к большей осторожности, во всяком случае, в отношении спиртового брожения. Действительно, Тюрпен, которому было поручено сделать доклад в Академии*** о наблюдениях Каньяр-де-Латура после их опубликования, изучил по просьбе Те- нара осадок, образованный отваром яичного белка, и нашел, что осадок состоял исключительно из клеток пивных дрожжей. Раз одно из взятых Коленом веществ—альбумин—вызывало спиртовое брожение только путем образования пивных дрожжей,' то было вероятно, что все другие содержащие азот вещества Ьедут себя точно так же. Стало быть, их разнообразие ничего не доказывало в отношении теории Либиха. Но я спешу прибавить, что ничего подобного не существовало в разнообразных и весьма многочисленных случаях молочнокислого дохраняют от порчи вещества, способные к брожению или гниению. Возможно, что если опыт Гей-Люссака с ягодами винограда удался, то потому, что Гей-Люс- сак, вводя пузырек воздуха или кислорода, привел в соприкосновение с суслом это нечто, о котором мы говорим, а не кислород, как он полагал, и именно это «нечто» и вызвало брожение. Доктор Шванн не цитирует опытов Аппера. Я должен был исправить. эту забывчивость. Опыты этого ученого физиолога представляют собой лишь воспроизведение опытов Аппера и Спалланцани, видоизмененных остроумным и решающим образом. Всегда, когда это только возможно, полезно показывать связь новых фактов с более старыми фактами того же порядка. Нет большего удовлетворения, чем проследить какое-либо открытие с самого начала до последнего этапа его развития. * Gerhardt (Ch.).— Traité de chimie organique. Paris, 1856, 4 vol., in—8°, tome 4, p. 537. ** G о 1 i n.—Mémoire sur la fermentation du sucre. Annales de chimie et de physique, 2-е sér., 28, 1825, p. 128—142.—Mémoire sur la fermentation. Ibid., 1825, p. 42—64. *** Comptes rendus de l'Académie des sciences, 7, 1838, p. 227—232.
МЕМУАР О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ 75 брожения. По крайней мере, так думали. Мнения всех исследователей сходились на том, что имелось одно только химическое изменение животного вещества. Факты, относящиеся к этому брожению и к некоторым другим брожениям того же порядка, имели поэтому решающее влияние на теорию. Таким образом, идея Каньяр-де-Латура, получившая сперва некоторое признание, была постепенно оставлена. Не оспаривалось, по крайней мере, многими, что пивные дрожжи являются организованным веществом, но при этом считалось, что они частично разрушаются при брожении, как на это указал Тенар, а так как этим свойством они походили на все другие содержащие азот вещества, играющие роль фермента, то этим свойством объяснялось их действие на сахар.. Такова точка зрения Либиха. .Берцелиус не разделял идей Либиха, отвергая в то же время идеи Каньяр-де-Латура и Шванна. Для него брожение объяснялось действием контакта. Он даже не признавал в дрожжах наличия живого организма. «Они представляют собой только химический продукт, осаждающийся при брожении пива и принимающий обычный вид некристаллических осадков, даже неорганических мелких шариков, группирующихся один за другим в виде жемчужного ожерелья»*. В другом месте он выражается следующим образом: «Совершенно ясно, что, когда продукты организованных тел разлагаются в воде и растворенные вещества осаждаются, последние должны принимать какую-нибудь форму, а так как многие из них не имеют правильной геометрической формы, то должны образоваться другие формы, зависящие от природы этих тел, влияющих на образование форм также и в живой природе. Отсюда естественно вытекает, что они похожи на наиболее простые формы растительных образований. Однако одна форма не составляет еще жизни»**. Скажем теперь несколько слов о химическом составе дрожжей. В своих блестящих работах, посвященных развитию растений, Пайен*** дает следующий состав дрожжей: Азотистые вещества (и следы серы) 62,73 Целлюлоза оболочек 29,37 Жировые вещества 2,10 Минеральные вещества ; 5,80 100,00 * Berzeliu s.—Rapport annuel sur les progrès de la chimie. Traduction par Ph. Plantamour. Paris, 1843, in—8°, p. 227. В своих ценных работах о брожении Митчерлих, не колеблясь, принимает организованную природу дрожжей. Тем не менее, он разделяет взгляды Берце- лиуса в отношении характера влияния дрожжей на сахар. Митчерлих (Sur les réactions chimiques produites par les corps qui η 'interviennent que par leur contact. Annales de chimie et de physique. 3-е sér, 7, 1843, p. 30—31) выражается следующим образом: «Клетки фермента, стало быть, ведут себя в отношении сахара или водного раствора сахара, содержащих элементы угольной кислоты и спирта, точно так же, как губчатая платина в отношении перекиси водорода». Эта точка зрения была недавно выдвинута Бертло, который, по моему, до некоторой степени связал ее и с идеями Либиха. Во второй части моей работы я показываю, что факты^ на которые опирается Митчерлих, совершенно фантастичны. ** Berzeliu s.—Rapport annuel sur le progrés de la chimie. Traduction par Ph. Plantamour. Paris, 1845, in—8°, p. 304. *** Paye n.—Mémoire sur les développements des végétaux. 3-е mémoire: Cellulose (Lu en 1839). Mémoires présentés par divers savants à l'Académie des sciences, 9, 1846, p. 32.
76 ЛУИ ПАСТЕР Как и следовало ожидать, элементарный анализ дал различные результаты у различных авторов, в зависимости от применяемого ими способа промывания и очистки, а также от происхождения исследуемых дрожжей. Дюма (Traité de chimie)* Углерод 50,6 Водород 7,3 Азот 15,0 Кислород ) Сера 27,1 Фосфор ) 100,0 Митчерлих (Eléments de chimie)** Углерод 47,0 Водород 6,6 Азот 10,0 Сера 0,6 Немного фосфора : — Кислород 35,8 ЮОгО Шлоссбергер*** Дрожжи Дрожжи верхнего нижнего брожения брожения Углерод 50,05 49,84 48,03 47,93 Водород 6,52 6,70 6,25 6,69 Азот 31,59 31,02 35,92 35,61 Кислород 11,84 12,44 9,80 9,77 100,00 100,00 100,00 100,00 Вес золы в анализе Дюма и Шлоссбергера получался вычитанием. Работа Шлоссбергера о составе дрожжей сделана чрезвычайно тщательно и представляет необходимое дополнение к анализам Пайена. Пользуясь едким кали для растворения азотистых веществ дрожжей, он отделяет их почти полностью и выделяет таким путем целлюлозу, которую затем превращает, действуя на нее кислотами, в способный к брожению сахар. Осаждая затем кислотами вещества, растворенные едким кали, он показывает, что эти вещества приближаются к среднему составу так называемых белков гораздо больше, чем дрожжи, и что они богаче дрожжей по содержанию углерода, азота и водорода. Я проверял точность анализов Шлоссбергера. * D u m a s.— Traité de chimie appliquée aux arts. Paris, 1828—1846, 8.vol. in 8°, tome 6, p. 316. ** Mitscherlic h.—Éléments de chimie, traduits par B. Valerius. Bruxelles, 1835, 2 vol. in—8°. *** S с hl о s s b e г g e г (J).~Uber die Natur der Hefe, mit Rucksicht auf die Gàhrungserscheinungen. Annalen der Chemie und Pharmacie, 51, 1844, p. 193—212.
МЕМУАР О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ 77 Митчерлих* дал очень хорошие анализы золы дрожжей. Дрожжи Дрожжи верхнего нижнего брожения брожения Фосфорная кислота 41,8 39,5 Едкий калий . . . , 39,8 28,3 Едкий натр — — Фосфорнокислый MarHHft(2MgO,Ph05) 16,8 22,6 Фосфорнокислый кальций(2СаО,Рп05) 2,3 9,7 100,7 100,1 Содержание золы в % . . . 7,65 7,51 Нужно отметить блестящий метод, примененный Митчерлихом для сжигания дрожжей. Вещество помещается в серебряную лодочку, которая вводится в стеклянную трубку и нагревается в токе кислорода. Серебряная лодочка помещается на платиновую лодочку, так как серебро окисляется при прямом соприкосновении со стеклом. Пока происходит выделение продуктов перегонки, пропускают углекислый газ; в конце процесса пропускают ток кислорода. Теперь я перейду к изложению результатов моих собственных исследований о природе дрожжей и изменений, которые они претерпевают во время спиртового брожения. § 2. АЗОТ ДРОЖЖЕЙ НИКОГДА НЕ ПРЕВРАЩАЕТСЯ ВО ВРЕМЯ СПИРТОВОГО БРОЖЕНИЯ В АММИАК. АММИАК НЕ ТОЛЬКО НЕ ОБРАЗУЕТСЯ, НО ДАЖЕ ТОТ, КОТОРЫЙ БЫЛ ПРИБАВЛЕН, МОЖЕТ ИСЧЕЗНУТЬ Я упомянул о наблюдениях Тенара над дрожжами. Он выяснил, между прочим, следующее. 1) Часть дрожжей исчезает во время брожения. Иными словами, Тенар после окончания брожения собрал меньше дрожжей, чем было им взято. В условиях его опыта этот факт совершенно точен, но его значение может быть понято и оценено только после того, как я дам соответствующие объяснения. 2) Тенар не нашел в дрожжах азота после того, как брожение было окончено. Это крупная ошибка, и с полным правом можно удивляться, что столь опытный экспериментатор, как Тенар, мог ее проглядеть. Но нужно принять во внимание уровень науки той эпохи, когда Тенар опубликовал свои исследования. Тогда присутствие или отсутствие азота в органических веществах определялось путем перегонки вещества. Положительной считалась проба, дающая при перегонке аммиак. Истощенные дрожжи его не давали. В остатке выпаренной сброженной жидкости его также не было. И сильно удивленный этими результатами Тенар спрашивал себя, где же может находиться азот дрожжей? Он его ищет в освободившейся угольной кислоте, но, как это еще ранее нашел Лавуазье, этот газ полностью поглощается едким кали. Он безуспешно ищет его в спирте. Что же с ним произошло? Как видно из одной приведенной выше выдержки, эта мысль преследовала Тенара вплоть до последних изданий его Traité de chimie. Объяснение этого мне представляется достаточно простым. В одном из следующих параграфов мы увидим, на основании детального анализа твердых дрожжей и их растворимых после окончания * M i t s с h er li с h.— Asche der Hefe und des Biers. Ibid., 56, 1845, p. 56.
78 ЛУИ ПАСТЕР брожения составных частей, что элементы сахара фиксируются в довольно значительном количестве в дрожжах и в растворимых частях осадка сброженной жидкости. С другой стороны, мы знаем, что вытяжка из сброженной жидкости содержит глицерин и янтарную кислоту. Очень вероятно, что в опытах Тенара кислоты, образованные глицерином и другими веществами, происходящими из сахара, во время самой перегонки, насыщают аммиак и замаскировывают его присутствие. Тенар был близок к разрешению недоумения. Он прибавляет фразу, которая выдает его сомнения и указывает путь, которым они могли бы быть устранены. «Я произвел несколько других опытов,—добавляет он,—которые как будто показывают, что азот может находиться в веществе без того, чтобы его можно было обнаружить перегонкой. Следовательно, может случиться, что он представляет собой составную часть растений, хотя они обыкновенно не дают при перегонке аммиака. Но я больше не повторял этих опытов, оглашать же их можно с величайшей осторожностью*. Деберейнер** устранил трудности, выдвинутые Тенаром в его мемуаре, но опыты его не точны. Он сообщил; что в одном отношении этот знаменитый химик ошибся и что растворимый остаток сброженной жидкости содержит азот фермента в виде аммиака. После этого указания во всех работах не переставали твердить, что в течение процесса брожения азот дрожжей постепенно исчезает, что дрожжи становятся похожими на древесину, как говорил Тенар, что измененная и растворимая часть содержит весь азот в виде аммонийных солей и что эта часть легко может быть отделена щелочами. Данные Деберейнера ошибочны. Растворимый остаток не содержит даже минимального количества аммиака, образованного из азота дрожжей. Содержащийся в нем азот находится целиком в виде белкового вещества, легко изменяющегося от действия щелочей и освобождающего аммиак даже на холоду при действии едкого* кали, извести, барита. Это и послужило источником ошибки Деберейнера. Мои собственные опыты с азотом дрожжей приобрели требуемую точность только после того, как я познакомился с блестящими методами количественного определения аммиака, изложенными Буссенго в его мемуарах и в его замечательных лекциях в Консерватории искусств и ремесел, где я мог присутствовать при выполнении всех деталей анализов. Наиболее ценное указание Буссенго в отношении предпринятых мною исследований заключается в следующем. Окись магния разлагает при кипячении аммонийные соли и не выделяет аммиака азотистых органических веществ, наиболее легко изменяющихся при действии едкого кали, извести или барита. Этот результат оказался в условиях моей работы безупречно точным. После всего сказанного перейдем к результатам анализов сброженных жидкостей. Они показывают совершенно ясно, что в результате действия дрожжей не образуется даже самого малого количества аммиака. * Τ h е η а г d. —Mémoire sur la fermentation vineuse. Annales de chimie, 46, an XI, ρ 314. ** Doebereine г.—Versuche uber die Gâhrung. Journal fur Chemie und Physik, 20, 1817, p. 213—214.
МЕМУАР О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ 79 18 января 1858 года я ставлю бродить 100 г сахара с 1 л воды, в которой находились в растворе элементы пивных дрожжей и едва заметное количество свежих дрожжевых клеток. Отдельное определение содержания аммиака в другой литровой порции этой жидкости дает 0,038 г. 5 февраля брожение окончено. Аммиак определяется во всей жидкости. Его осталось только 0,020 г, т. е. аммиака меньше, чем было вначале. 30 апреля я опять ставлю бродить 100 г сахара, на этот раз с очень небольшим количеством обыкновенных дрожжей, с таким расчетом, чтобы брожение длилось долго и условия отличались от условий предыдущего опыта. Я прибавляю только 1,037 г дрожжей (вес высушенного при 100° вещества). 30 августа брожение еще заметно. Отводящая трубка, соединенная с сосудом, где происходит сбраживание, всегда погружена в воду. Сброженная жидкость подвергается анализу только 27 ноября. Найдено, что вся жидкость содержит только 0,0008 г аммиака, причем очень вероятно, что его не было вовсе и что это минимальное количество аммиака явилось результатом ошибки определения или слабой реакции окиси магния на белковые вещества сброженной жидкости. 10 г сахара сбраживаются с 200 куб. см прозрачной дрожжевой воды, содержащей 0,0075 г аммиака, и следами свежих дрожжей. Спустя шесть дней, производится анализ всей жидкости. Выяснено, что она содержит 0,0005 г аммиака. Постоянство результатов этих и многих подобных опытов не оставляет сомнения в отношении основного факта. За счет дрожжей во время спиртового брожения не образуется ни малейшего количества аммиака. Но эти результаты идут и дальше. Они говорят об исчезновении некоторого количества аммиака, содержавшегося в первоначальной жидкости. Это последнее обстоятельство побудило меня прибавить непосредственно аммиак с тем, чтобы лучше изучить это явление. В этом направлении были сделаны следующие опыты. 100 г сахара, 10 г промытых дрожжей в виде теста, 0,200 г виннокислого аммония (левовращающего), содержащего 0,0185 г аммиака. Брожение продолжалось очень долго. Когда проба с раствором медного купороса показала отсутствие сахара, приступили к анализу жидкости. Она содержала только 0,0015 г аммиака. Кроме того, я обнаружил в жидкости свободную левовращаю- щую винную кислоту со всеми присущими ей свойствами. Таким образом, исчез аммиак, содержавшийся в 10 г дрожжей, и почти весь аммиак, прибавленный в виде виннокислого аммония. В следующем опыте я пользовался правовращающим виннокислым аммонием: 19,575 г сахара сбраживались с 200 г воды и 0,523 г дрожжей, содержащими 0,179 г сухого вещества. Кроме того, я добавил 0,475 г правовращающего виннокислого аммония, содержащего 0,088 г аммиака. Через месяц брожение было
80 ЛУИ ПАСТЕΡ окончено. Осталось 0,071 г аммиака. Следовательно, 0,017 г, т. е. пятая часть общего количества, исчезла. Итак, мы видим, что во время спиртового брожения не только не образуется аммиак, но, когда для брожения употребляют очень небольшое количество пивных дрожжей, может исчезнуть даже тот аммиак, который был прибавлен, особенно в тех случаях, когда налицо недостаток растворимых белковых веществ11. Данные следующего параграфа нам покажут, что исчезнувший аммиак входит в виде белковых веществ в состав дрожжей. § 3. ОБРАЗОВАНИЕ ДРОЖЖЕЙ В СРЕДЕ, СОСТОЯЩЕЙ ИЗ САХАРА, АММОНИЙНОЙ СОЛИ И ФОСФАТОВ Неопубликованные опыты, произведенные в начале моих исследований на винокуренных заводах, перерабатывающих зерно и свеклу, по вопросу о газообразных продуктах брожения, убедили меня в том, что угольная кислота чанов почти полностью поглощается едким кали. Во многих опытах, где я собирал в течение нескольких часов по 60—70 л газа с помощью кали-аппарата, растворявшего газ по мере его освобождения, я нашел, что углекислый газ этих больших брожений промышленного значения, произведенных в присутствии постоянно содержащихся в жидкостях аммонийных солей, 1 содержал азот в количестве, равном приолизительно своего объема*. 60—70 л газа оставляют остаток в 7—8 куб. см, не поглощающийся едким кали. Эти опыты следовало бы повторить в условиях опытов, описанных в предыдущем параграфе. Я, тем не менее, считал себя вправе, без дальнейшей их проверки, заключить из этих результатов, что азот аммиака, исчезающий при спиртовом брожении, не выделяется в газообразном состоянии. * Описание аппарата, послужившего мне для этой цели, может быть, окажется кому-нибудь полезным. В. Баллон, наполненный сильно концентрированным раствором едкого кали и вместимостью в 0,5—1 л. F. Склянка, воспринимающая едкий кали из В при выделении пузырьков угольной кислоты, которые не переходят немедленно в раствор. Е. Воронка, опрокинутая в чан для брожения и отводящая углекислый., газ в сосуд В по каучуковой трубке и стеклянной трубке def. R. Предохранительный кран для регулирования аппарата. Резиновую трубку присоединяют к крану, когда едкий кали наполнил трубку fed, и после того, как весь воздух был вытеснен из воронки и из трубки abc. Количество углекислого газа определяется весьма точно по разнице в весе всего аппарата до и после опыта. Этот аппарат не может применяться для брожений небольшого масштаба, так как выделение газа и его давление слишком незначительны для того, чтобы предохранить от всякого проникновения едкого кали из d ,в с через кран. Фиг. 2.
МЕМУАР О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ 81 Исходя из этих указаний, я спрашивал себя—как ни мало обоснованной могла бы казаться эта догадка,—не может ли 'аммиак в условиях брожения, соединившись каким-нибудь образом с сахаром, образовать белковое вещество и войти таким путем в состав дрожжей. Это объяснило бы факт его исчезновения, как аммиака. Таким образом, я пришел к следующим результатам, которые покажут всю организующую силу дрожжей и, как мне представляется, положат конец спорам об их природе. Я помещаю в чистый раствор кристаллического сахара, с одной стороны, какую-нибудь аммонийную соль, например, виннокислый аммоний, а с другой—какое-нибудь минеральное вещество, входящее в состав пивных дрожжей; затем я добавляю почти невесомое количество свежих дрожжевых клеток. Замечательная вещь. Посеянные в этих условиях клетки развиваются, размножаются и сахар сбраживается, в то время как минеральное вещество постепенно растворяется и аммиак исчезает. Иными словами, аммиак превращается в сложное белковое вещество, входящее в состав дрожжей, в то время как фосфаты дают минеральные составные части новым клеткам. Углерод, очевидно, получается из сахара. Вот, например, состав одной из взятых жидкостей: 10 г чистого кристаллического сахара, Зола 1 г дрожжей, полученная в муфельной печи, 0,100 г правовращающего виннокислого аммония. Щепотка свежих промытых пивных дрожжей, величиной с булавочную головку, влажных, теряющих при 100° 80% воды. В подобной смеси—в сосуде, наполненном до горлышка и хорошо закупоренном или снабженном газоотводной трубкой, погруженной в чистую воду, начинается брожение. Через 24—36 часов жидкость уже проявляет заметные признаки брожения в виде выделения микроскопических пузырьков, показывающих, что жидкость уже насыщена угольной кислотой. Я считаю, что брожение не может проявиться заметным выделением газа, пока это условие насыщения не выполнено . В течение следующих дней жидкость все больше мутнеет; выделение газа становится настолько значительным, что пена наполняет горлышко сосуда. Дно сосуда постепенно покрывается осадком» Капля этого осадка под микроскопом дает картину прекрасных сильно разветвленных дрожжей, с виду чрезвычайно молодых, просвечивающих, набухших, не зернистых. Среди них чрезвычайно легко отличить каждую клетку того небольшого количества дрожжей, которое было вначале посеяно. Эти клетки имеют толстую оболочку, выделяющуюся в виде более черного круга; их содержимое желтоватое и зернистое, но по тому, как они иногда бывают окружены молодыми клетками, можно с уверенностью заключить, что они дают начало тем из более молодых, которые образуют головки четок. Эти интересные наблюдения надо производить в течение первых дней. Вечером, при ярком газовом свете, старые клетки отличаются от гораздо более многочисленных молодых, как черный биллиардный шар среди большого количества белых. Мало-помалу разница сглаживается и новые отделившиеся клетки теряют всякие признаки ветвления. Не видно больше, почко- Л. Пастер. ί
82 ЯУ КЛАСТЕР вания. Клеткиг подобно старым или истощенным пивным дрожжам, очень зернисты. Не надо, однако, думатьг что такое брожение может протекать столь же активно, как в случае употребления в качестве азотистого питательного материала для посеянных клеток, вместо аммиака, подходящего белкового вещества, например, белков винограда, свекловичного сока или растворимой части обыкновенных пивных дрожжей. Если посеять клетки свежих дрожжей в сахарную воду, смешанную с небольшим количеством этих белковых веществ, все основные явления во всех отношениях будут подобны только что описанным, но брожение будет более активно. Например, первые маленькие пузырьки угольной кислоты, вместо того чтобы показаться* через 36— 48 часов, появляются уже через 12—24 часа. Кроме того, количество образовавшихся и перешедших в осадок за одно и то же время дрожжей гораздо больше. Но я опять повторяю; все происходит аналогичным образом, но с большей энергией. Образовавшиеся продукты совершенно одинаковы. . Ничто не может быть любопытнее этого влияния азотистого и минерального состава среды на активность брожения. В этом отношении я проделал много опытов, некоторые результаты которых я приведу. Один из наиболее интересных фактов относится к употреблению альбумина яичного белка. Я был сильно удивлен, что это вещество оказалось совсем непригодным для питания клеток пивных дрожжей. Растворите сахар в свежем, разведенном в воде и отфильтрованном яичном альбумине, слегка подкисленном или нет, прибавьте очень небольшое количество пивных дрожжей. Посеянные клетки совсем не будут развиваться, не будет даже следов брожения*. Из опытов Колена и Тенара, однако, известно, что подсахаренный и предоставленный самому себе отвар альбумина бродит и что при этом образуются, согласно Тюрпену, обыкновенные спиртовые дрожжи. Но, как это отметили Тенар и Колен, этот эффект получается только после 3-иедельного или месячного пребывания при температуре 30—35°, и даже начиная с этого момента, брожение протекает очень медленно. Изучение жидкости до начала спиртового брожения отчетливо показывает, что в ней развиваются различные организмы, инфузории и плесени. Я не сомневаюсь в том, что белок, природа которого несколько изменяется под влиянием этих организмов, постепенно делается пригодным для питания пивных дрожжей. Совсем иначе дело происходит с кровяной сывороткой или с мышечным соком. Если в прозрачную бесцветную сыворотку, к которой прибавлен сахар, вносят несколько дрожжевых клеток, то последние развиваются с поразительной быстротой. Сахар сбраживается почти так же легко, как в натуральном сладком соке или в прозрачной дрожжевой воде. Дело, по-моему, не в том, что альбумин сыворотки отличается по своей природе от яичного белка. Я думаю, что это связано с наличием других белковых веществ, находящихся в крови, наряду с альбумином, и способных в силу своих индивидуальных свойств служить питательным материалом для дрожжевых клеток. Вот что заставляет меня придерживаться этой точки зрения. * См. аналогичные эксперименты Бушарда (Boucharda t.—Mémoire sur les ferments alcooliques. Comptes rendus de l'Académie des sciences, 18, 1844, p. 1120).
МЕМУЛР О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ 83 Я подвергал свертыванию бесцветную сыворотку, затем кипятил ее с водой и, после фильтрования для отделения свернувшегося белка и получения совершенно прозрачной жидкости, растворял в ней сахар и прибавлял несколько свежих клеток дрожжей. Последние размножились, и наступило хорошо выраженное спиртовое брожение. Я проделал такой же опыт с кипяченой водой и яичным белком и совсем не получил брожения. Эти опыты были повторены много раз и всегда приводили к одним и тем же результатам. Как бы то ни было, не замечательно ли, что аммонийная соль может служить питательным материалом для дрожжевых клеток, снабжать их необходимыми элементами белка,è а чистый альбумин яичного белка к этому абсолютно не пригоден? Из этого становится ясным, что различие между разными видами общей группы веществ, которые называются альбуминами и протеинами, может быть очень велико. Я также заметил, что некоторые протеины гораздо более благоприятствуют развитию молочнокислых дрожжейу нежели другие, например, растворимые части клейковины, казеина, азотистый остаток жидкостей, подвергнутых спиртовому брожению. Даже когда засевают клетки пивных дрожжей в водные растворы этих продуктов, в которые предварительно прибавлен сахар, нередко можно видеть, что спиртовое брожение сопровождается молочнокислым. В этом случае молочнокислые дрожжи развиваются самопроизвольно (вследствие того, что жидкость вначале соприкасалась с воздухом), причем они действуют на сахар независимо от спиртовых дрожжей и параллельно с ними. Влияние среды, в частности—степени пригодности азотистых и минеральных веществ, на жизнь дрожжей проявляется еще другим, не менее ярким образом. Я говорю о самопроизвольном брожении сахарных жидкостей без предварительного прибавления к ним определенных дрожжей. Всем известно, что в предоставленном самому себе виноградном соке, спустя несколько часов, начинается спиртовое брожение. Лишь чрезвычайно редко оно усложняется каким-нибудь другим брожением, например, молочнокислым. То же происходит со свекловичным соком, если он был подкислен по способу Дюбренфо, наподобие сока кислых фруктов. Но уже в этом случае довольно часто можно встретить—у меня для этого много доказательств—параллельно и одновременно протекающие брожения, вызванные соответствующими дрожжами. Когда к дрожжевой воде, т. е. к растворимой части пивных дрожжей, отфильтрованной до полной прозрачности, прибавляют сахар, а затем предоставляют ее самой себе, в ней почти всегда возникает спиртовое брожение, т. · е. самопроизвольное образование пивных дрожжей, если только исходный материал вначале находится в соприкосновении с воздухом. В очень редких случаях, хотя я и встречал во время моих исследований не один подобный пример, образуются только молочнокислые, маслянокислые дрожжи...^ но что бывает часто в этих условиях, это—одновременное образование спиртовых и молочнокислых дрожжей. Можно даже до некоторой степени заставить преобладать один вид дрожжей над другими, в зависимости от того, взята ли вода из свежих или уже претерпевших б*
84 ЛУИ ПАСТВР изменение дрожжей·. Вода из претерпевших изменение дрожжей, даже совсем прозрачная и полученная после кипячения, гораздо более пригодна для образования молочнокислых дрожжей. Изменения исходных или постоянных условий среды, ее нейтральности или щелочности, сделали бы эти результаты еще более отчетливыми. Можно было бы думать, что природа белкового вещества, независимо от его связи с минеральными веществами или от того, что последние его сопровождают, играет в этих явлениях главную роль. Но вот факты, которые ясно показывают, что наличие и качество минеральных элементов имеет не меньшее значение, чем свойства органических веществ. Действительно, никакого· брожения не происходит, и дрожжевые клетки совсем не размножаются, если удалить все минеральные элементы из среды, образованной из сахарной воды, аммиачной соли и дрожжевой золы. Мало того, изменение состава минеральных элементов, например, удаление щелочных фосфатов, ведет к заметному изменению и замедлению хода брожения. Один фосфорнокислый магний не дает т^ких же результатов, как зола неочищенных дрожжей. Изменения происходят при употреблении золы дрожжей, расплавленной до белого каления (что удаляет частично щелочи) или просто сплавленной при умеренном жаре. Именно в этих последних условиях брожение протекает наиболее быстро и равномерно. Опытами такого же рода можно убедиться в необходимости аммонийных Солей. Дрожжевые клетки, посеянные в сахарную воду, смешанную с золой дрожжей, не вызывают никакого заметного брожения. Однако нельзя сказать, чтобы его совсем не было. Иногда в результате его образуется газ в объеме некоторой доли кубического сантиметра. Это происходит благодаря аммиаку дестиллированной воды или благодаря бесконечно малому количеству белковых веществ, внесенных с посевным материалом. Необходимость наличия сахара, который только один может снабдить дрожжевые клетки углеродом, уже достаточно показана этими опытами, и я на этом останавливаться не буду. Таким образом, все содействует осуществлению явления брожения: сахар, азотистые вещества, минеральные вещества. Влияние посевного материала также несомненно. Оно выражено в такой степени, что в его отсутствие, хотя брожение также происходит, я никогда не видел зарождения даже одной клетки пивных дрожжей, наблюдая лишь возникновение самых маленьких инфузорий и молочнокислых дрожжей, вызывающих параллельно со своим развитием соответствующее брожение. Чем объяснить полное отсутствие пивных дрожжей в этих условиях опытов? Все приведенные выше факты об этом достаточно говорят. Дело в том, что среда не является вполне подходящей для размножения этих дрожжей. Образование пивных дрожжей отнюдь не невозможно, несмотря на то что они не были посеяны. Действительно, в виноградном сусле, в соке свекловицы они появляются самопроизвольно при соприкосновении с воздухом. Но среда, состоящая из сахара, фосфатов и аммонийной соли, настолько мало подходит для них, что их самопроизвольное образование невозможно, хотя в этой среде может поддерживаться жизнь и развитие взрослых посеянных
МЕМУАР О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ 85 в нее дрожжей. Эта своеобразная и Почти исключительно минеральная среда как будто, напротив, более пригодна для молочнокислых дрожжей и инфузорий и делает возможным образование этих организмов при соприкосновении жидкости с обычным воздухом. Никакие организмы не возникают, и не происходит никакого брожения, если прокипятить эту смесь в течение нескольких минут и ввести в нее прокаленный воздух. Все эти факты, проливающие, как мне кажется, новый свет на явления брожения, помогут объяснить одну особенность, обычную для бродильных процессов, происходящих в среде, состоящей из сахарной воды, аммонийной соли фосфатов и посеянных в нее пивных дрожжей. Я имею в виду случайное зарождение молочнокислых дрожжей и инфузорий. Последние быстро исчезают; их можно видеть только в первые дни. Но молочнокислые дрожжи остаются и размножаются и часто, в конце концов, они работают почти одни, так как все увеличивающаяся кислотность, которую они создают в жидкости, сильно вредит пивным дрожжам. Факт наличия смеси обоих видов дрожжей, несмотря на то, что были посеяны только пивные дрожжи, происходит в силу самой природы среды, более приспособленной для развития молочнокислых, чем спиртовых дрожжей, так как в случае самопроизвольного брожения спиртовые дрожжи никогда не появляются. После того как это установлено, я дам подробный анализ брожения, протекавшего в среде, состоящей из воды, чистого кристаллического сахара, виннокислого аммония и дрожжевой золы, белой, сплавленной и превращенной в порошок. 40 декабря 1858 года в 12 часов дня поставлено в термостат: 10 г сахара, 100 куб. см воды, 0Д00 г правовращающего виннокислого аммония вола из 1 г дрожжей, щепотка свежих дрожжей (величиной с булавочную головку). 11-го в 4 часа вечера при внимательном наблюдении замечено, что с участка на дне сосуда, куда упал кусочек добавленных дрожжей, постоянно поднимаются чрезвычайно мелкие пузырьки газа. В этом месте явление носит постоянный характер. В других местах со дна сосуда время от времени поднимаются отдельные, редкие, очень маленькие пузырьки газа. Кроме того, в самой массе жидкости плавает несколько маленьких хлопьев, удерживаемых на разной высоте приставшими к ним очень маленькими пузырьками газа. В тот же день в 7 часов вечера брожение еще очень слабое, но уже лучше выражено. В горлышке на поверхности жидкости уже имеется немного пены. С разных точек дна сосуда поднимаются газовые пузырьки. 12-го—отчетливое брожение. Много пены и уже заметный осадок на дне. Жидкость мутная из-за взвешенных в ней дрожжей, очень красивых и представляющих все описанные выше свойства. 13-го, 14-го, 15-го—активное брожение. В следующие дни оно несколько замедляется, хотя и продолжается непрерывно. Исследование жидкости, производившееся время от времени в течение января, показало, что появились молочнокислые дрожжи и что количество их увеличивается вместе с нарастанием кислотности жидкости.
86 ЛУИ ПАСТЕР; Заметив, что молочнокислое брожение вредит сциртовсму брожению, я закончил опыт и стал изучать жидкость.^ Из одной порции было получено довольно большое количество спирта, которое не было определено количественно. Определение количества оставшегося сахара при помощи жидкости Фелинга показало, что 4,5 г сахара было сброжено, т. е. что оставалось 5,5 г. Насыщая 10 куб. см жидкости титрованной известковой водой, нашли, что образовавшееся количество кислоты эквивалентно 0,597 г серной кислоты, что соответствует приблизительно 1 г органических кислот. Это значительное количество ясно показывает, что спиртовое брожение отклонилось от своего первоначального направления. Количество аммиака определялось в 50 куб. см сброженной жидкости. Я нашел, таким* образом, что исчезло 0,0062 г аммиака. Собранные на предварительно взвешенный фильтр дрожжи, высушенные при 100°, весили 0,043 г. Я убедился в том, что вся зола употребленных дрожжей была растворена во время указанного выше процесса. Таким образом, 0,043 г представляют собой действительный вес образовавшихся дрожжей в сухом состоянии. Для выяснения природы кислоты часть сбро^кенной жидкости выпаривается, повторно обрабатывается эфиром, снова выпаривается, насыщается известковой водой, снова выпаривается^и обрабатывается спиртом. Получается очень небольшой, но все же определенный кристаллический осадок янтарнокислого кальция, из которого я выделил кристаллическую янтарную кислоту, легко обнаруживаемую даже в минимальных количествах указанной соли. Спиртовая жидкость дала большое количество кристаллического молочнокислого кальция, смешанного с небольшим количеством уже упомянутой янтарнокислой соли. Судя по объему молочнокислого кальция, нельзя было сомневаться, чтЬ молочная Кислота составляла большую часть кислоты жидкости. Я превратил часть этой соли в молочнокислый цинк, который легко отличить по его кристаллической форме. Наконец, я отчетливо различил под микроскопом в остатке, который после обработки эфиром остался нерастворенным, кристаллическое вещество, имеющее в точности форму маннита и сладкий привкус, что устраняло сомнения, которые могли возникнуть из-за наличия винной кислоты в остатке. Что касается глицерина, то он был обнаружен в этом остатке после обработки смесью спирта с эфиром. Все эти полученные результаты, вычисленные с самой большой точностью, хотя и на очень небольших весовых количествах вещества, говорят об образовании спиртовых и молочнокислых дрожжей и о возникновении соответствующих брожений в среде, состоящей исключительно из сахара, аммонийной соли и минеральных элементов12. В этом мемуаре я хотел показать только этот результат. Впоследствии я опубликую специальную работу о спиртовом брожении, совершающемся в этих условиях, и тогда займусь, главным образом, природой белковых веществ дрожжей, образованных при помощи сахара и аммиака.* * Дюма, которому я имел честь устно сообщить впервые о фактах, затронутых в этой главе, был поражен специфической ролью солей аммония, фосфатов
МЕМУАР О СПИРТОВОМ "БРОЖЕНИИ 87 § 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ОТНОШЕНИЙ МЕЖДУ ДРОЖЖАМИ И САХАРОМ. ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВРЕМЯ СПИРТОВОГО БРОЖЕНИЯ С АЗОТОМ ДРОЖЖЕЙ Мы подошли к чрезвычайно деликатному пункту этих исследований,—я имею в виду отношения, которые устанавливаются между сахаром и дрожжами. Мы будем здесь касаться лишь отношений между, этими веществами, но их нужно знать прежде, чем перейти к более интимным физиологическим отношениям. В первую очередь я остановлюсь на некоторых подробностях строения клеток пивных дрожжей. Дрожжевые клетки состоят, вне всякого сомнения, из маленьких пузырьков с эластическими стенками, наполненных жидкостью, которая связана с мягким, содержащим вакуоли, более или менее зернистым веществом. Оно преимущественно расположено под стенками, но по мере старения клеток распространяется постепенно к центру. Стенки клеток эластичны. Действительно, когда капля воды, наполненная молодыми дрожжевыми клетками, высыхает на предметном стеклышке, положенном на столик микроскопа, сжатие капли, которая делится на части благодаря притоку воздуха, имеет следствием то, что клетки давят друг на друга, и тогда видно, как они деформируются и делаются более или менее многогранными. Содержимое клеток, особенно их центральной части,—жидкое. Это доказывается наличием в большей части взрослых клеток внутренних зернышек, находящихся в движении, подобном броуновскому. Трудцо сказать, является ли оно настоящим броуновским движением. Причина этого движения, вероятно, чисто физического характера, еще слишком мало известна, чтобы можно было судить, может' ли она действовать на наиболее свободные зернышки центральной части клеток сквозь оболочку последних. Как бы то ни было, указанный факт не позволяет сомневаться в более или менее жидком состоянии внутренности клеток. Почкование клеток, составляющее важное открытие Каньяр- де-Латура, происходит, по Митчерлиху, как изображено на фиг. 3 ж 4,, т. е. новая клетка начинается в виде простого выступа. Мои собственные наблюдения подтвердили правильность точки зрения Митчерлиха. Я много раз это видел наиболее отчетливым образом. Вскоре маленькая почка, оставаясь все еще связанной, соединенной с большой, кажется, получает свою собственную оболочку и сама и углеводных соединений, необходимостью их для жизни и размножения дрожжевых клеток. СравниЕая с дрожжами наиболее молодые ткани растений, он мне -сказал: «Я понимаю, что в соках растений всегда имеются сахар, соли аммония и фосфаты. Клетка образуется, вероятно, с их помощью». Во время моих исследований я имел случай перечитать замечательные работы Пайена (loc. cit.) о составе растений, и я должен признаться, что мне каждую минуту приходили в голову те многочисленные черты сходства, которые имеются между дрожжами !И клетками молодых органов растений. Можно порекомендовать читателю сопоставить изложенные выше исследования с работами Мирбеля о камбии и, с более новыми работами о роли фосфатов в жизни растений.
88 ЯУИ ПАСТЕР по себе образует настоящую клетку. Движение жидкости может отделить ее только тогда, когда она приблизительно достигнет объема материнской клетки. До этого момента между ними существует довольно близкая, прочная внутренняя связь. Возникает ли почка, как это некоторые считают, благодаря действию контакта, давлению одного из зернышек клетки на вну- ^^ треннюю стенку? Я не видел ни- ^§Р Щу q Ш\ чего, что говорило бы в пользу w %j>) £Т0Г0 мнения, и считаю его не- Фиг. 3, Фиг. 4. Фиг. 5. Фиг. 6.* правильным. С одной стороны, для почкования наиболее пригодны просвечивающие клетки, без видимой зернистости. С другой —развитие грануляций связано с более или менее зрелым возрастом клеток, причем зернышек тем больше, чем клетка старше, менее активна, менее способна к почкованию. Я также не допускаю факта, который был принят Митчерлихом, а еще раньше выдвинут Каньяр-де-Латуром и Тюрпеном, а именно, что дрожжевые клетки часто лопаются и освобождают свое зернистое содержимое, распространяющее в жидкости мельчайшие «семена» (séminules), которые увеличиваются и становятся обычными дрожжевыми клетками. Я могу утверждать, что в течение трехлетних упорных и многочисленных наблюдений над пивными дрожжами в наиболее крайних условиях их развития я никогда не видел этого факта. Против него говорит одно веское обстоятельство, а именно—одинаковый объем дрожжевых клеток, действующих на сахар. Клетки, объем которых меньше среднего, не свободны, но связаны в виде почек с более крупными клетками. Однако совершенно ясно, что если бы дрожжи размножились путем освобождения зернистого содержимого больших клеток, мы имели бы свободные дрожжевые клетки всех размеров. Немецкие авторы, в том числе Митчерлих, различают 2 вида дрожжей. Они называют один вид дрожжами верхнего брожения, другой—дрожжами нижнего брожения. Последние употребляются для производства баварского пива. Они образуются и действуют при более низкой температуре, чем первые. Дрожжи верхнего брожения, якобы, более активны. Немецкие химики считают, что этот второй вид дрожжей размножается почкованием, а дрожжи нижнего брожения, по их мнению, развиваются путем изливания зернистого содержимого клеток, достигших зрелости**. Я не решился бы итти слишком далеко в своих воззрениях по поводу фактов, которые я почему-либо в моих исследованиях сам не смог наблюдать с теми особенностями, которые могли встретиться, * Фиг. 6 изображает дрожжевую клетку, внутри которой зернышки собрались в центральной части, так что образовались как бы две свободные полости. В каждой из этих полостей изображено маленькое зернышко. Когда дело происходит так —а это бывает очень часто,—свободные зернышки находятся в состоянии движения, напоминающего броуновское Часто имеется только одна полость. Как раз это движение зернышек, как мне кажется, доказывает, что полость наполнена довольно текучей жидкостью. .,"*?: Mitscherlic h.—Sur la fermentation (Jouriu de pharmacie, 4, 1843,. pJ 216—221.—Annalen der Physik u. Chemie, 59, 1843, 99—101).
МЕМУАР О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ 89 когда их изучали в Германии. Тем не менее, я не могу не высказать; сомнения в существовании двух видов пивных дрожжей. Дрожжи бывают сравнительно легкими или тяжелыми. Когда они моложе, они легче. Старые дрожжи более тяжелы и легче оседают. Их клетки почти полностью заполнены зернистым содержимым и почти не содержат жидкости. Разница в плотности молодых и старых, более или менее истощенных, дрожжей мне всегда казалась очень значительной, и нет ничего удивительного в том, что благодаря движению газа в чанах на поверхности находятся молодые активные дрожжи, способные почковаться, а в глубине—старые дрожжи, с более медленным действием на сахар. Тем не менее, это одни и те же дрожжи, находящиеся в разных стадиях развития и действия. Все мои исследования заставляют меня отвергнуть теорию существования двух видов дрожжей, размножающихся различным образом, и я уверен, что новое внимательное изучение дрожжей верхнего и нижнего брожения приведет к признанию моей точки зрения. К тому же я не отрицаю эффектов, приписываемых дрожжам верхнего и нижнего брожения. Мои исследования скорее способствуют их разъяснению*. Проследим теперь за дрожжами, начиная с того момента, когда они помещаются в сахаристую среду. Будучи разведены в чистой или сахарной воде, дрожжи отдают ей часть своих жидких или растворимых элементов. В этом легко убедиться. Если развести дрожжи в холодной или теплой воде и профильтровать, то в отфильтрованной жидкости обнаруживаются белковые и минеральные вещества. Мы уже знаем, что наличие этих вещеотв, отделенных и затем смешанных с сахаром и со следами свежих дрожжей, приводит к развитию и размножению дрожжей и что сахар при этом сбраживается. Очевидно, если оставить в жидкости дрожжи целиком, то произойдет тот же эффект с большей интенсивностью и энергией.. Опыт с образованием дрожжей и сбраживанием сахара в среде, состоящей из сахара, аммонийной соли и фосфатов, отчетливо показывает, что дрожжи живут и сбраживают сахар в присутствии: 1) сахара, 2) азотистых веществ, 3) минеральных веществ, содержащих фосфор. Дрожжи сами содержат, по крайней мере частично, эти азотистые и минеральные легко растворимые вещества. Таким образом, как только их прибавляют к сахарной воде, они имеют все, что им необходимо для жизни. В отсутствие живых дрожжевых клеток сахар никогда не подвергается спиртовому брожению. С другой стороны, клетки пивных * Как я уже указывал, из моих анализов спиртовых брожений вытекает, что старые зернистые пивные дрожжи, несколько потерявшие активность из-за начинающегося истощения, при расщеплении сахара или превращении своих собственных тканей, как я это в дальнейшем объясню, дают больше глицерина и янтарной кислоты и меньше спирта, чем молодые, полные сока, просвечивающие и лишь слегка зернистые дрожжи. Легко понять, что дрожжи разного возраста несколько различным образом проявляют свои жизненные свойства, независимо от изменений, которые могут быть обусловлены характером среды и внешними условиями.
m ЛУИ ПАСТЕР дрожжей никогда не образуются в отсутствие сахара или какого- либо другого углевода и без сбраживания этих веществ. Все, что написано лротив этих положений, основывается на неточных или неполных опытах. Все химические работы говорят о том, что спиртовое брожение может осуществляться в двух совершенно различных условиях, в зависимости от того, прибавлены ли дрожжи к чистой сахарной воде или к сахарной воде, содержащей примесь белковых веществ. Говорят, что в первом случае фермент действует, но не воспроизводится, во втором—действует и воспроизводится. Это случай образования пива. «Если брожение,—говорит Либих,—представляло бы собой следствие развития и размножения клеток, они не вызывали бы брожения в чистой сахарной воде, в которой отсутствуют основные условия для проявления жизненной активности. Такая вода не содержит азотистых веществ, необходимых для образования азотистой части клеток. В этом случае брожение вызывается клетками не потому, что они продолжают развиваться, а в силу превращений их внутренней азотистой части, разлагающейся на аммиак и другие продукты, т. е. вследствие химического разложения, представляющего собой полную противоположность органическому процессу»*. Факты, которые я только что приводил, находятся в очевидном противоречии с этой точкой зрения. Я уверен, что мы имеем дело почти с одними и теми же явлениями, разведены ли дрожжи в чистой сахарной воде или в сахарной воде, смешанной с белковыми веществами. В обоих случаях дрожжи организуются и размножаются. Только в первом случае после окончания брожения как молодые, так и старые клетки оказываются лишенными азотистых растворимых веществ. Все растворимые азотистые питательные материалы фиксировались во вновь образованных клетках в виде нерастворимых соединений. Совокупность этих клеток не может поэтому воздействовать на чистую сахарную воду. Для клеток достаточно молодых, способных еще действовать и размножаться, нет больше азотистого питания. Наоборот, в случае, когда брожение протекает в присутствии белковых веществ, хотя некоторые клетки и оказываются истощенными, но большей частью новые клетки выходят из жидкости полными азотистых и минеральных веществ и вполне готовыми к использованию этих питательных материалов для жизни в новой сахарной воде. Другие наблюдения, значение которых было преувеличено, хотя точность их не была проверена, способствовали сильному затемнению этих вопросов. Мы находим в мемуаре Тенара, что из 20 частей пивных дрожжей и 100 частей сахара после полного сбраживания осталось 13,7 части в виде нерастворимого осадка, который в присутствии нового количества сахара уменьшился до 10 частей. Сейчас мы увидим, до какой степени это наблюдение, взятое в его крайних пределах, неполно и ошибочно. Как бы то ни было, все думали, что при сбраживании дрожжами сахарной воды часть дрожжей разрушается. При этом говорили: * Liebig.—Nouvelles lettres sur la chimie. Paris, 1852, in—16°, 28-e lettre, p. 81—32.
МЕМУАР О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ 91 насколько это отлично от того, что происходит, когда дрожжи помещают в сахарную воду, к которой прибавлены азотистые вещества? Например, в производстве пива «фермент не только не разрушается, но развивается путем почкования и значительно увеличивается в объеме. Это объясняется тем, что белковые вещества жидкости пригодны для питания клеток, и пивовар находит в семь-восемь раз больше дрожжей, чем он употребил»*. Все это было очень плохо истолковано. Что касается количества дрожжей, которое пивовар находит по окончании процесса, то можно с таким же успехом сказать, что он получает количество, в любое число раз превышающее взятый вес, так как если бы пивовар прибавил лишь несколько дрожжевых клеток, брожение все равно бы произошло и образовался бы дрожжевой осадок, как и в случае, когда взято довольно большое количество дрожжей. Только брожение протекало бы более медленно и могло бы стать молочнокислым. Это обстоятельство привело к тому, что обычно прибавляют х/6 или 1/7 количества дрожжей, которые могут образоваться13. Изучая эти явления более подробно, мы приходим к заключению, что при сбраживании Сахаров в присутствии белковых веществ дрожжей образуется не больше, а даже меньше, чем когда брожение протекает в чистой сахарной воде. Я приведу сперва несколько наблюдений над брожениями с дрожжами в чистой сахарной воде, при которых взвешивались: исходное Л в с D Ε F G H I I Вес чистого кристал- ллческо- го сахара г 100 50 100 100 1,00 100 16 4 20 II 1 Вес промытых дрожжей в виде болзеиля менее мягкого теста в свежем состоянии г 20,000 10,000 16,000 10,000 13,700 , 6,254 3,159 1,474 1,878 III | Вес дрожжей, высушенных при 100° г 4,626 2,213 4,604 2,313 2,626 1,198 0,699 0,326 0,476 IV Вес дрожжей, осевших после брожения и сушенных при 100° г 3,230 2,001 4,385 2,486 2,965 1,700 0,712 0,335 0,590 V Вес экстракта, растворимой части дрожжей, остающейся в сброженной жидкости и нерастворимой в смеси спирта и эфира г 2,320 0,819 не определялся 1,080 0,964 0,631 не определялся » 0,133** VI Сумма весов дрожжей, отложившихся после сбраживания, и растворимой экстрактивной части, оставшейся в сброженной жидкости г 5,550 2,820 3,566 3,929 2,331 0,723 VII Избыток этой суммы по сравнению с весом дрожжей, взятых для сбраживания г 0,934 0,407 1,253 1,303 1,133 0,247 * Эта последняя фраза приводится у Либиха Sur les phénomènes de la fermentation et de la putréfaction et sur les causes qui les provoquent. Annales de physique et de chimie, 2-е sér., 71, 1839, p. 178. ** В циф. ы графы V не входит вес экстрактивных веществ, связанных с янтарнокислой известью. См. 1 ч., §§ 2 и 3. Цифры V графы поэтому несколько преуменьшены, в среднем на 0,1—0.3 дг на 100 г сахара. Эти величины меняются в зависимости от количества взятых дрожжей. ·
92 ЛУИ ПАСТЕР количество дрожжей, собранные потом дрожжи и растворимая часть дрожжей, оставшаяся после окончания процесса. Я затем приведу соответствующие результаты для брожений, протекающих в присутствии белковых веществ. Из цифр в таблице (стр. 91) следует, что в случае, когда употребляется количество тестообразных дрожжей, равное, например, 15—20% от веса сахара, после окончания брожения собирают меньше дрожжей, чем было первоначально взято: А, Б, С Тенар работал как раз в этих условиях. Он брал 20 частей тестообразных дрожжей на 100 частей сахара. Как раз эту пропорцию он рекомендует в Traité de chimie*. Но когда мы берем не больше или даже меньше 10 весовых частей тестообразных дрожжей на 100 частей сахара, дрожжей собирается больше, чем было взято:'D, Е, F; G, И, I. И во всех случаях, если определить вес экстрактивных азотистых веществ, происходящих из дрожжей и растворенных в сброженной жидкости, и прибавить его к весу дрожжей, собранных после окончания брожения, мы найдем, что последний намного превышает общий исходный вес дрожжей. Этот прирост веса доходит до 1,2 или 1,5 на 100 весовых частей сахара. Исчезновение дрожжей в опыте Тенара, следовательно, только кажущееся. Было собрано меньше дрожжей потому, что-для брожения их было взято слишком много и вес растворившейся части превышал вес вновь образовавшихся клеток**. Отсюда и получилось кажущееся уменьшение веса дрожжей, так как растворенное вещество во внимание не принималось. Дрожжи отдают жидкости те или иные элементы, в зависимости от природной растворимости дрожжей и от растворимости тех веществ, которые в них образуются в процессе брожения***. * Реньо, особенно на этом не настаивая, выражается следующим образом в Traité de chimie (т. IV, стр. 185, 4-е изд.): «Известно, что дрожжи увеличивают свой вес приблизительно на одну четверть». Я не знаю, из какого источника Реньо почерпнул это указание, противоречащее утверждению Тенара, но оно в общем верно для некоторых условий, так же, как результаты Тенара4верны для других случаев. ** Пастер подчеркнул в одном экземпляре своего мемуара: «вес вновь образовавшихся клеток» и на полях написал карандашом: «или, лучше сказать, вес клеток, так как даже без нового образования клеток старые могут увеличить свой вес». (Примечание редакции французского издания). *** Дрожжи содержат различные азотистые, а также отличающиеся друг от друга безазотистые вещества. Было бы интересно изучить этот вопрос.^ Я считаю, что можно было бы притти к интересным результатам, изучая отдельно действие воды, разведенной серной кислоты и едкого кали. Я думаю, что изучение дрожжей, с точки зрения их различных составных частей, могло бы дать ключ к пониманию некоторых изменений, наблюдаемых в природе экстракта сброженной жидкости. Действительно, в то время как дрожжи ассимилируют часть своих растворимых азотистых и минеральных веществ, что значительно уменьшает вес этих веществ, последний, наоборот, увеличиЕается благодаря проник- новенчю в жидкость растворимых элементов, выделяемых в результате превращений, происходящих внутри клеток. Если прокипятить дрожжи с более или менее разведенной серной кислотой, отфильтровать, нейтрализовать углекислым барием, выпарить, осадить спиртом различной плотности, то легко отделяются друг от друга вещества, совершенно различные по своему составу и свойствам. Не приходится сомневаться в том, что эти вещества принимают участие в превращениях дрожжей, связанных с жизнью их клеток. .
МЕМУАР О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ 93 Посмотрим теперь, что происходит при наличии и при избытке посторонних белковых веществ. Я растворяю 9,899 г чистого кристаллического сахара и прибавляю к раствору 20 куб. см прозрачной жидкости, приготовленной путем кипячения свежих пивных дрожжей с дестиллированной водой и последующей фильтрации. Эти 20 куб. см жидкости содержат 0,334 г белковых и минеральных веществ, весьма пригодных для жизни дрожжевых клеток. Потом я довожу общий объем до 100 куб. см и прибавляю следы свежих дрожжей, которые начинают размножаться и вызывают полное сбраживание сахара, целиком оканчивающееся спустя 11 дней. Я тогда собираю все образовавшиеся дрожжи. В сухом виде они весят 0,152 т. После выпаривания сброженной жидкости и обработки ее смесью спирта с эфиром для удаления глицерина и янтарной кислоты, остается нерастворимый содержащий азот остаток, который может быть использован для новых брожений. Он весит 0,260 г. Таким образом, было взято 0,334 г белковых и минеральных веществ и было собрано 0,152 г дрожжей+0,260 г азотистых и минеральных веществ,не использованных или отданных во время брожения, что составляет сумму в 0,412 г. Разность по вычитании 0,334 г равняется 0,078 г. При брожении 100 г это составляет увеличение веса приблизительно в 0,8 г, к которым нужно было бы прибавить небольшое количество экстрактивных веществ, удаленных эфирно-спиртовой смесью и находящихся, как мы это уже видели при моем способе анализа сброженных жидкостей, в незначительном количестве в глицерине, а в остальной своей части связанных с янтарнокислой известью. Я много раз повторял предыдущий опыт и получал всегда одинаковые результаты. Именно, при брожении сахара в присутствии белковых веществ образуется приблизительно 1% (от веса сахара) дрожжей и растворимых веществ, немного меньше, следовательно, чем когда имеют дело со зрелыми дрожжами и чистой сахарной водой. Новое доказательство, что процессы протекают одинаково при брожении в чистой сахарной воде или с белковыми веществами*. Небольшая разница, наблюдаемая при этих двух условиях, происходит, вероятно, потому, что клетки, развивающиеся в среде с избытком азота, более активны и при одном и том же весе разлагают больше сахара, чем клетки, образующиеся в среде, бедной минеральными и азотистыми питательными веществами. Эта разница может также зависеть от различия в условиях ассимиляции и вполне сформировавшихся клеток и клеток-почек. Большое значение результатов, за признание которых я выступаю, если их рассматривать с точки зрения их отношения к общей теории процессов брожения, побудило меня искать лишнее подтверждение их точности в опытах, которые мне кажутся столь же решающими, как и предыдущие. Я только что старался доказать, что пив- * Когда я говорю о весе новых дрожжей, образовавшихся во время сбраживания чистой сахарной воды под влиянием пивных дрожжей, я имею в виду вес новых, фактически образовавшихся клеток и вес, на который увеличиваются старые клетки в течение своей жизни.
94 ЛУИ ПАСТЕР ные дрожжи, помещенные в сахарную воду, живут за счет своих азотистых и минеральных веществ, либо растворимых с самого начала, либо способных стать растворимыми благодаря превращениям составных частей дрожжей, происходящим во время брожения. Если это так, то, чтобы, насколько возможно, проверить этот ^ факт, определим вес сахара, который может быть разложен под влиянием: 1) определенной навески пивных дрожжей, 2) растворимой части такой же навески тех же дрожжей. Я взял две одинаковые навески дрожжей, по 6,254 г каждая. Одну из них я поставил бродить со 100 г сахара, другая была подвергнута кипячению в течение одного часа с чистой водой; после фильтрования прозрачная жидкость, полностью освобожденная от клеток, смешивалась со 100 τ сахара и с почти невесомыми следами свежих дрожжей, взятых для засева. Подобная же проба с третьей порцией тех же самых дрожжей показала, что 6,254 г дрожжей отдают кипящей воде 0,325 г азотистых и минеральных веществ; остаток нерастворимых продуктов равен 0,873 г. Брожение имело, так сказать, безграничную продолжительность. Начавшись 1 июня 1858 года, оно еще продолжалось в первых числах сентября, после чего я не смог продолжать свои наблюдения. Я уже обращал внимание читателя на эту неопределенную длительность процесса брожения при наличии избытка сахара—замечательный факт, который, как мне кажется, теперь довольно легко· объяснить. Действительно, мы знаем, что азотистые вещества дрожжей не разрушаются. Происходят только перемещения и изменения этих веществ, но они остаются в том сложном состоянии, которое мы привыкли встречать в этих продуктах. Растворимые элементы частично фиксируются в клетках, правда, в нерастворимом виде. Но сила организации клеток такова, что легко понять, что старые клетки могут отдать для питания более новых клеток в растворимом состоянии свои твердые азотистые вещества*. Почти бесконечная в некотором роде длительность процессов брожений, при наличии избытка сахара, делает опыты, подобные описанным, чрезвычайно трудными и деликатными. Как бы то ни было, спустя несколько месяцев я исследовал жидкости и нашел, что брожение было почти окончено в той, где были взяты дрожжи как таковые, а в той, где были взяты растворимые элементы дрожжей, исчезло около 70 г сахара. Но в жидкости еще оставалось азотистое вещество, и, несомненно, процесс пошел бы и дальше этих 70 г, в особенности, если выделить и использовать это вещество для нового брожения того же порядка. Понятно, до какой степени неудобно для жизни клеток питательное вещество, разведенное до такой степени, что несколько сантиграммов его содержатся в 750 куб. см воды. Я, однако, не хочу утверждать, что определенное весовое ко- личество растворимых частей пивных дрожжей может вызвать сбраживание точно такого же количества сахара, как и то количество дрожжей, которое дало эти растворимые вещества. * На одном экземпляре своего мемуара Пастер подчеркнул слова «более- новых клеток» и пометил карандашом на полях: «может не быть более новых клеток». (Примечание редакции французского издания).
МЕМУАР О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ 95 Действительно, все заставляет меня считать, что некоторая часть клеточных веществ, нерастворимая в кипящей воде, способна отдать жидкости довольно значительное количество своих азотистых продуктов во время самого процесса брожения. Тем не менее, из только что описанного опыта, который я часто повторял с одними и теми же результатами, видно, какое громадное количество сахара сбраживается исключительно благодаря переходу в организованное состояние непосредственно растворимых азотистых и минеральных веществ—переходу, вызванному самими клетками. Никто, я думаю, не сможет больше сомневаться в том, что сбраживание чистой сахарной еоды, действительно, представляет собой брожение, протекающее в присутствии белковых и минеральных веществ*. Заканчивая эту главу, я дам результаты количественного определения азота в разных азотистых веществах спиртового брожения, где дрожжи были истощены до последней степени. По окончании брожения, при котором было взято 1,198 г промытых дрожжей (вес сухого вещества; содержание азота этих дрожжей составляло 9,77%) для сбраживания 100,0 г сахара, было собрано 1,745 г дрожжей. Эти дрожжи содержали 5,5% азота. Экстрагированный из сброженной жидкости, нерастворимый в смеси спирта и эфира остаток весил 0,6 г и содержал 3,8% азота. Экстрактивное вещестБО, загрязняющее янтарнокислый кальций, весит 0,500 г и содержит только 0,5% азота. В очищенном виде оно вовсе не содержит его. Эти количественные определения азота были произведены на продуктах такого брожения, когда дрожжи были истощены до последней степени. Тем не менее, дрожжи содержат еще большое количество ^зота. Впрочем, уменьшение азота по сравнению с тем, который имеется во взятых исходных дрожжах, объясняется легко, если принять во внимание, что, с одной стороны, 1,198 г дрожжей превратились в 1,700 г за счет сахара—вещества, лишенного}азота, и, с другой стороны, этот же вес дрожжей в 1,198 г уменьшился, отдав жидкости растворимые азотистые продукты, так как мы находим 0,600 г растворимых веществ. Если они и не происходят полностью из дрожжей, то их источником в значительной степени являются дрожжи, так как они содержат азот. Это и составляет двойную причину умень- шеция азота дрожжей во время брожения: 1) увеличение веса благодаря усвоению сахара, 2) уменьшение веса вследствие растворимости некоторых азотистых элементов дрожжей»**. * Указанные факты возбуждают интересный вопрос о том, образуется ли столько же новых клеток при употреблении определенного веса дрожжей, как и при взятии легко растворимой части равного веса дрожжей, при условии, что втом и другом случае оба они действуют на одно и то же количество сахара. Взрослые клетки, несомненно, могут продолжать жить в течение некоторого времени, разлагая сахар, не почкуясь и не размножаясь 14. Но не менее достоверно также и то, что образуется много новых клеток и что именно они и вызывают в значительной степени превращения сахара. Так, на стенках стеклянного сосуда, где происходит брожение, легко видеть большое количество новых дрожжей, образовавшихся во время брожения отчасти за счет азотистых и минеральных растворимых веществ дрожжей, первоначально добавленных к жидкости. ** Следующие рисунки представляют: Фиг. 7. Быстро развивающиеся дрожжи в сахарной воде, смешанной с азо-. тистыми и минеральными веществами. Клетки просвечивают, вовсе или почти
«β ЛУИ ПАСТЕР §5. ПРИ ВСЯКОМ СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ ЧАСТЬ САХАРА ФИКСИРУЕТСЯ В ДРОЖЖАХ В ВИДЕ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ» Факт образования спиртовых дрожжей в среде, состоящей из чистого сахара и фосфатов, показывает всю ту роль, которую играет сахар в образовании дрожжей, по крайней мере, в этих особых условиях. Нельзя сомневаться в том, что: 1) целлюлоза дрожжей состоит из элементов сахара, 2) аммиак соединяется с другой частью сахара, образуя растворимые и нерастворимые белковые вещества клеток дрожжей. Происходит ли это аналогичным образом в случае брожения сахара в присутствии белковых веществ? Опыты, к подробному описанию которых я сейчас перейду, не оставляют в этом никаких сомнений. Они свидетельствуют о том, что в дрожжах имеется после окончания брожения больше целлюлозы, чем вначале. Таким образом, сравнивая эти опыты с теми, результаты которых я только что привел, можно считать в высшей степени вероятным, если не достоверным, что вся целлюлоза дрожжевых клеток образована элементами сахара*. не зернисты, контуры очень отчетливы. Обильное почкование. Почти нет изолированных клеток. Видны лишь ветвистые пакеты клеток в виде четок. Фиг. 8. Свежие дрожжи, только что полученные с пивоваренного завода; резко очерченные контуры вырисовываются черными в поле зрения микроскопа. Зернистость еще неясная. Почек нет. Почти все клетки разъединены и свободны, расположены по отдельности. . Фиг. 9. Дрожжи почти истощены. Много сильно зернистых клеток, с едва заметными контурами. Видны две оболочки. Нельзя сказать, существуют ли Ы **й- ш Фиг. 7. Фиг. 8. Фиг. 9. они на самом деле или это лишь одна толстая оболочка, в которой различаются внутренняя и наружная стенки. Митчерлих в своем мемуаре (о химических реакциях, вызванных телами, которые действуют только путем контакта; Annales de chimie et de physique, 3-е série, 7, 1843, p. 30), который я уже цитировал, выражается следующим образом: «Когда берут вполне сформировавшиеся клетки, то они почти не претерпевают изменений во время брожения». Дальше, на стр. 31, он добавляет: «При употреблении для сбраживания сахара вполне оформившихся клеток фермента я не замечал, чтобы они развивались». Эти наблюдения Митчерлиха полностью расходятся с моими: 1) взрослые вполне сформировавшиеся клетки претерпевают глубокое изменение во время брожения, 2) при сбраживании чистой сахарной воды или сахарной воды, смешанной с белковыми веществами, вполне сформировавшиеся клетки развиваются и размножаются. * В процессе моих исследований я натолкнулся на особый вид фальсификации, вероятно, недавнего происхождения, к которой прибегают некоторые торговцы дрожжами и которой следует остерегаться. Она состоит в добавлении к пивным дрожжам, предназначенным для булочников, иногда довольно значительного количества картофельного крахмала. Это легко обнаружить микроскопическим исследованием. Зерна крахмала, в противоположность тому, что можно было ожидать, так как жидкость постепенно делается более кислой, растворяются во время брожения в ничтожных количествах, При длительно протекающих брожениях отчетливо видны многочисленные изъеденные на поверхности крахмальные зерна и частично растворенные и распавшиеся.
МЕМУАР О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ 97 Что происходит, с другой стороны, между сахаром и белковыми веществами, когда сбраживание сахара происходит в присутствии этих последних? Происходит ли такое же связывание сахара, как это, несомненно, имеет место при аммиаке? Не могут ли растворимые белковые клеточные вещества как таковые войти в состав клеток, осесть в них в твердом состоянии, единственно при посредстве чего-то вроде изомерического изменения? Нужно ли для этого, как в случае с аммиаком, вмешательство сахара, который их видоизменяет, уступив им частично или целиком все свои элементы? Это один из наиболее трудных вопросов данного исследования. Нужна известная смелость, чтобы решиться уподобить a priori оба рода брожения, с аммиаком и со сложными азотистыми веществами, и утверждать по аналогии, что и во втором случае необходимо также действие сахара, чтобы видоизменить белковые вещества и сделать их пригодными для питания клеток. Мы, однако, увидим, что увеличение веса дрожжей за счет фиксированной целлюлозы не может объяснить общего увеличения веса дрожжей за время брожения. Иными словами, это значит, что если прибавить к весу взятых дрожжей вес всей образовавшейся во время брожения целлюлозы, общий вес дрожжей вместе с их растворимой частью в том количестве, как ее находят после окончания брожения, все же не будет достигнут. Поэтому не подлежит сомнению, что помимо образования целлюлозы, значительная часть сахара входит в состав дрожжей. Но входит ли она в состав дрожжей, видоизменяя азотистое вещество, как в первом случае, когда она соединяется с аммиаком, чтобы сделать его пригодным для того, чтобы войти составной частью в тело клеток?, Я склонен думать, что это так, но было бы неосторожно это утверждать. У меня для этого нет решительных доказательств. Так, разница между увеличением веса дрожжей и весом фиксированной целлюлозы могла бы быть объяснена образованием одного или нескольких специальных тел, из которых ни одно не принимало бы участия в превращениях, претерпеваемых азотистыми веществ вами. Изучение роли углеводов в образовании белковых веществ представляет большой интерес. Но оно весьма трудно, и требуется большая осторожность в толковании наблюдаемых фактов. Установив эти общие положения, перейдем к изучению количества целлюлозы в дрожжах до начала и по окончаниии брожения. Я поставил бродить: 100 г сахара, 750 куб. см воры (приблизительно), 2,626 г дрожжей (вес сухого вещества). По окончании брожения, продолжавшегося двадцать дней, я собрал 2,965 г дрожжей (вес сухого вещества). Потом я поставил на несколько часов (от 6 до 8 часов) кипятить с серной кислотой, разведенной в двадцать раз водой, две определенные навески: перебродивших дрожжей и тех же дрожжей до начала брожения. Вес перебродивших дрожжей равнялся 1,707, а вес не бродивших дрожжей-—1,730 при 100°. Остатки, нерастворимые в серной кислоте, собирались на взвешенные фильтры и высушивались при 100°. Что касается жидкостей; Л. Пастер. 7
98 ЛУИ ПАСТЕР то после нейтрализации их кислоты углекислым барием при кипячении я определил содержание в них сахара как посредством жидкости Фелинга, так и по количеству угольной кислоты, образованной во время брожения. Относя полученные результаты к 2,626 г и 2,965 г дрожжей, получаем, что 2,626 г сырых дрожжей дают нерастворимый азотистый остаток, равный 0,391 г (или 14,8%), и 0,532 г способного к брожению сахара, в то время как 2,965 г дают азотистый остаток в 0,634 г (или 21,4%) и 0,918 г способного к брожению сахара. Из этого следует, что: 1) при сбраживании 100 г сахара при посредстве 2,626 г пивных дрожжей фиксировалось около 0,4 г углеводов, которые могут быть превращены действием разведенной серной кислоты в сбраживающийся сахар; 2) имеется значительное увеличение количества азотистых веществ, нерастворимых в разведенной серной кислоте. Последнее представляет собой новое доказательство того, что во время брожения происходит фиксация с переводом в нерастворимое состояние растворимых белковых веществ, содержащихся в активных дрожжах. Оставалось выяснить, всю ли целлюлозу я растворил кипячением с разведенной серной кислотой. Для этого я определил содержание целлюлозы в неочищенных дрожжах методом Шлособергера. Я уже говорил, что Шлоссбергеру удалось почти полностью удалить белковые вещества дрожжей, получив в осадке вещество состава целлюлозы, превращаемое серной кислотой в сбраживающийся сахар. Для этого он пользовался едким кали—реактивом, так часто употреблявшимся Пайеном в его исследованиях для растворения белковых веществ. Я обработал едким кали три порции промытых дрожжей, каждая из которых после высушивания при 100° весила по 4,757 г. Первая была поставлена настаиваться с концентрированным едким кали уд.веса 1,25,вторая с 10% раствором едкого кали и третья с 5% раствором его. Настаивание продолжалось восемь дней; в течение всего этого времени сосуды ежедневно ставились в водяную баню на 2 часа. После этого их фильтровали, промывали уксусной кислотой и высушивали фильтры при 100°. Нерастворимые осадки, образованные углеводистыми веществами, способными в результате кипячения с разведенной серной кислотой превращаться в сахар и оставляющими после этой обработки лишь ничтожное количество вещества, дали в трех пробах 17ь77; 19,29 и 19,21% сухого вещества дрожжей. 0,532 г сахара, полученные без действия едкого кали от 2,626 г дрожжей, соответствуют 20,2% веса сухих дрожжей. Следовательно, кипячение с разведенной серной кислотой действительно отняло всю целлюлозу. Полученные результаты показывают меньшее содержание целлюлозы в дрожжах, чем то, которое было дано Пайеном (loc. cit.); но я должен заметить, что, во-первых, определение, произведенное Пайеном, повидимому, было косвенным; с другой стороны, совершенно очевидно после всего сказанного, что количество целлюлозы в дрожжах меняется в зависимости от их возраста и от большей или
МЕМУАР О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ 99 меньшей продолжительности их действия на сахар. Так, мы выяснили, что дрожжи, собранные по окончании брожения, дали 0,918 г, сахара на вес вещества, равный 2,965 г, что составляет 31,9% целлюлозы. Эта величина на 11% больше, чем до начала брожения. Нет необходимости отмечать, что это значительное увеличение веса целлюлозы дрожжей во время их действия на сахар представляет собой еще одно лишнее доказательство, которое должно быть добавлено к моим данным о жизни дрожжей во время спиртового брожения. § 6. ПРИ ВСЯКОМ СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ ЧАСТЬ САХАРА ФИКСИРУЕТСЯ В ВИДЕ ЖИРОВЫХ ВЕЩЕСТВ Браконно уже давно указал на наличие жировых веществ в осадке при брожении, который в большей своей части представляет собой не что иное, как винные дрожжи. По приведенным выше данным анализа Пайена, в пивных дрожжах имеется 2% жировых веществ. Обычно считается, что жировые вещества дрожжей заимствованы из жировых веществ ячменя или других тел, служащих для образования дрожжей. Я выяснил путем прямого, очень простого опыта, что дрожжи во время брожения сами образуют свой жир при посредстве элементов сахара. Я смешиваю с сахарной водой, приготовленной на очень чистом кристаллическом сахаре, прозрачный водный дрожжевой экстракт, обработанный в несколько приемов спиртом и эфиром. К этому смешанному раствору я прибавляю в качестве посевного материала, так сказать, невесомое количество свежих дрожжевых клеток. Они размножаются, сахар сбраживается, и мне удается, таким образом, получить несколько граммов дрожжей с помощью вещества, не содержащего даже ничтожного количества жира. Тем не менее, я нахожу, что пивные дрожжи, образованные в этих условиях, содержат 1—2% по весу легко омыляющихся жировых веществ с кристаллическими жирными кислотами. Этот жир может быть образован или элементами сахара, или элементами белковых веществ. Но я, с другой стороны, установил, что дрожжи, развившиеся в среде, состоящей из воды, сахара, аммиака и фосфатов, также содержат жировые вещества. Следовательно, жировые вещества дрожжей берутся из сахара. Эти опыты по своему характеру напоминают совместные опыты Дюма и Мильн-Эдвардса*, проделанные с целью проверить наблюдения Губера над происхождением пчелиного воска. Они подтверждают уже давно высказанные Дюма взгляды на возможное образование жировых веществ с помощью Сахаров**.1 § 7. ДЛИТЕЛЬНАЯ ЖИЗНЕСПОБИОСТЬ ДРОЖЖЕВЫХ КЛЕТОК Когда я захотел, согласно изложенному в одной из предыдущих глав, подтвердить результаты, полученные в отношении наличия ♦Dumas et Milne-Edward s.— Sur la composition de le cire des abeilles. Annales de chimie et de physique, 3-е sér., 14, 1844, p. 400—408. ** См. по этому вопросу: Dumas. Boussingault et Paye п.—- Recherches sur l'engraissement des bestiaux et le formation du lait. Annales de chimie et de physique, 3-е sér., 8, 1843, p. 70 и след.
100 ЛУИ ПАСТЕР янтарной кислоты и глицерина в сброженных жидкостях, путем точного количественного определения угольной кислоты, я встретился с неожиданными затруднениями. Иногда я получал удовлетворительные цифры, иногда же объем угольной кислоты превышал теоретический расчет, причем не имелось какого-либо удовлетворительного объяснения этого явления. Мало-помалу я выяснил, что причина расхождения результатов могла заключаться в употреблении слишком больших количеств дрожжей, к чему всегда имеется склонность при работе с маленькими количествами сахара. Следующий факт показал мне путь к истине. По специальным соображениям, о которых здесь не стоит упоминать, я поставил бродить 5 г сахара с 10 г тестообразных дрожжей, заключавших 2,155 г сухого вещества. Это количество дрожжей значительно выше того, которое необходимо для превращения 5 г сахара. Я был очень удивлен, что это брожение не заканчивается нацело и что оно имеет тенденцию продолжаться с очень небольшим выделением газа, как это происходит, когда, наоборот, сахар находится в большом избытке, сравнительно с дрожжами. Кроме того, жидкость, исследованная при помощи реактива Фелинга,не содержала ни малейших следов сахара, хотя выделение углекислого газа говорило об обратном. В перевернутых над ртутью колбах я тогда поставил бродить: I. Кристаллического сахара. 1,313 II.Кристаллического сахара. 1,4425 Винных дрожжей (осадок Пивных дрожжей, содер- сцеженныхбочек) .... 6,950 жащих 2,150 г сухого Чистой воды 9,336 вещества 10,000 Чистой воды 9,210 Два дня спустя выделение газа в колбах было еще значительным, хотя первая содержала 360 куб. см газа и вторая 387 куб. см при 0° и 760 мм давления. Теоретически вычисленные количества, даже если не принимать, во внимание янтарную кислоту и глицерин, составляют 341,8 куб. см и 375,5 к^б. см. Несмотря на этот избыток, газ полностью поглощался едким кали. Это была чистая угольная кислота. Таким образом, было невозможно сомневаться, что в случае употребления больших количеств дрожжей получается объем чистого углекислого газа, намного превышающий указанный теоретическим уравнением Лавуазье, уже и без того грешившим преувеличением. Чтобы лучше изучить это неожиданное явление, я взял еще большее количество дрожжей. Я приведу данные только одного опыта, так как результаты всех испытаний, предпринятых мною в этом на- правлениии, оказались одинаковыми. 0,424 г кристаллического сахара были поставлены для сбраживания с 10 г дрожжей (вес сухого вещества). Через день общий объем углекислого газа дошел до 300 куб. см,т.е. почти вЗ раза превысил теоретический объем, составляющий только 110 куб. см. Было чрезвычайно интересно выяснить, не является ли этот избыток угольной кислоты результатом настоящего спиртового брожения углеводистых веществ, содержащихся в дрожжах. Я собрал и подверг перегонке всю жидкость, смешанную с дрожжами м с некоторым количеством баритовой воды, служившей для уста-
МЕМУАР О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ 101 новления, что образовашийся газ представлял собой угольную кислоту без примеси водорода или какого-либо другого газа. 50 куб.см этой спиртовой жидкости были собраны и перегнаны во второй раз, и эта новая жидкость подверглась изучению при помощи очень маленького спиртомера. Для полной уверенности в показаниях этого спиртомера я составил несколько жидкостей из смесей воды и абсолютного спирта в определенных весовых отношениях и провел сравнительное изучение этих различных смесей и перегнанной жидкости так, чтобы последняя оказалась заключенной между двумя жидкостями известного состава. В данном случае я нашел немного больше 0,6 г абсолютного спирта. 1 Таким образом образовалось гораздо больше спирта, чем могло получиться из взятого сахара, причем образовалось количество, соответствовавшее полученному объему углекислого газа. Мы имеем дело, действительно, с настоящим спиртовым брожением. Итак, если прибавить к дрожжам сравнительно очень небольшое количество сахара, активность дрожжей продолжается и после того, как сахар уже разложен, причем они тогда действуют на собственные ткани, вначале с необычайной быстротой и энергией, затем все слабее. Это явление представляет некоторые интересные особенности: 1. Если остановить брожение в тот момент, когда образовавшийся объем углекислого газа равен или несколько больше того, который соответствует взятому весу сахара, мы больше не находим в жидкости сахара. Из этого следует, что дрожжи действуют сперва на сахар и лишь потом на самих себя. Пока еще имеется сахар, они им питаются, но когда его запасы истощились, жизнь дрожжей не может вдруг остановиться, и они живут за счет веществ, которые находятся в их собственных тканях. 2. Нужно отметить значительную активность вторичного брожения, следующего за брожением сахара. 3. Действие дрожжей на свои собственные ткани совсем не пропорционально их весу. Оно возрастает гораздо быстрее. Я приведу некоторые подробности, относящиеся к этому чрезвычайно важному пункту. Тенар и за ним все другие авторы советуют брать для получения хорошего спиртового брожения количество дрожжей, равное 20% от веса сахара или около 5%, если берут дрожжи в сухом состоянии. Можно увеличить или уменьшить это количество дрожжей, не вызывая при этом ничего особенного, если не считать меньшей или большей продолжительности процесса брожения. Я часто сбраживал сахар с 1% дрожжей (вес сухого вещества), причем эти дрожжи были промыты, что, как известно, уменьшает их активность. Можно даже брать еще меньшие количества. Казалось бы, следовательно, что во всех случаях, когда эти минимальные количества дрожжей превышаются, часть их, оставшаяся активной и способной действовать на новую порцию сахара, должна была использовать остаток своих жизненных сил для действия на самое себя, и что количества угольной кислоты и спирта должны были вследствие этого увеличиться. Но этого не происходит. Я довел вес дрожжей до 8% (вес сухого вещества) или до 40% (вес тестообразных
102 ЛУД ПАСТЕР дрожжей), но не получил объема угольной кислоты, превышающего теоретически вычисленный, с учетом образовавшихся во время брожения янтарной кислоты и глицерина. Я не поставил достаточного количества опытов для того, чтобы судить о тех пределах, после которых дрожжи начинают действовать на самих себя. Я думаю, что следовало бы дойти до количества тестообразных дрожжей, равного количеству взятого сахара, но что даже и при таких условиях объем угольной кислоты не будет существенно отличаться (если вообще он будет сколько-нибудь отличаться) от наблюдаемого в обычных условиях*. Из этих наблюдений следует, что в присутствии сахара даже небольшое истощение дрожжей лишает их способности действовать на углеводистые вещества собственных тканей. Будучи способны превращать сахар, они уже не могут растворять и превращать целлюлозу своих оболочек. Я склонен истолковать описанные выше факты следующим образом. Пивные дрожжи, образованные почти исключительно из нормально развитых, если .можно так выразиться, взрослых клеток, приводятся в соприкосновение с сахаром. Их жизнь вновь начинается. Они начинают почковаться. Это доказанный факт. Если в жидкости достаточно сахара, почки развиваются, ассимилируя сахар и белковые вещества материнских клеток. Постепенно они достигают обычного для них объема. Вот точная картина обычных медленных брожений. Предположим, наоборот, что имеющийся вес сахара совершенно недостаточен для того, чтобы привести клетки, только начавшие развиваться, в состояние полного развития или хотя бы сделать их оформленными и видимыми. Тогда мы встретимся со случаем, указанным в только что приведенных опытах, и будем иметь дело в некотором роде с клетками-матерями, имеющими совсем молодых детей. Так как нехватает питания извне, молодые почки живут за счет материнских клеток. Предшествующие факты привлекли мое внимание к одному обстоятельству, относящемуся к дрожжам и уже давно замеченному. Оно в настоящий момент приобретает, благодаря его тесной связи с только что описанным явлением, значение совсем иное, чем то, которое ему приписывали до сих пор. Всем известно, что дрожжи, разведенные в чистой воде, особенно летом, выделяют из разных точек своей массы пузырьки газа, которые лопаются на поверхности жидкости, приподнимая с собой немного осевших дрожжей. Это явление, как и другие такого же рода, объяснялось тем, что дрожжи, соединяясь с воздухом, начинают разлагаться, что они портятся. Для такого заключения представлялось тем' больше оснований, что дрожжи через несколько дней начинают издавать чрезвычайно неприятный запах, так как выделяющиеся газы содержат много водорода и небольшое количество сероводорода, что капля жидкости.или осадка под микроскопом кажется полной инфузорий, вибрионов и т. д. и что, наконец, энергия дрожжей уменьшается. Объяснение этих явлений далеко не точно. Правда, дрожжи, оставленные под водой, в конце концов загнивают. Но первое появление газа совсем не является началом последующего гниения. Ак- * Эти количества, однако, сильно меняются в зависимости от активности дрожжей.
МЕМУАР О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ 103 тивные дрожжи, разведенные в воде, проявляют свою активность в отношении своих собственных тканей, и при этом происходит настоящее брожение. Образуется большое количество спирта и абсолютно чистый углекислый газ. Картина клеточных изменений совершенно такая же, как в случае обычного спиртового брожения. Нет ничего легче, как доказать, поместив дрожжевую кашицу в трубку, опрокинутую над ртутью, что углекислый газ абсолютно чист. Что касается спирта, то вполне достаточно определить количество спирта в дрожжах на первый, второй, третий и четвертый день. Количество спирта, ничтожное в первый день, если дрожжи были промыты и промывные воды удалены, постепенно увеличивается, и пока под микроскопом видны только пивные дрожжи, происходит типичное спиртовое брожение. Только по истечении нескольких дней, когда под микроскопом видны различные дрожжи, а именно молочнокислые дрожжи и инфузории, появляется водород и прекращается образование спирта. Как раз это и есть то явление, которое мы только что изучили, но. в условиях, когда оно было выражено более резко благодаря предшествующему сбраживанию небольшого количества сахара. Мне кажется, что эти наблюдения имеют практическое значение. Они не только дают нам ключ к пониманию самопроизвольных изменений дрожжей, ни в какой мере не связанных с гниением, но и показывают, кроме того, что жизнь микодермы этого вида начинается, как только создаются подходящие условия температуры и влажности. Подобно зерну, всегда готовому прорастать, дрожжи живут за счет своего собственного вещества, если только они имеют необходимые температуру и воду, и их жизнь проявляется в виде характерного для них физиологического акта: образования угольной кислоты, спирта, янтарной кислоты и глицерина*. Помещенные в сахарную среду, эти дрожжи лишь продолжают жизнь, которая фактически никогда не прекращалась, но они проходят тогда все стадии с гораздо большей внешне проявляющейся энергией, потому что в то же время несравнимым образом возрастает совокупность процессов, связанных с жизнью и организацией. § 8. ПРИМЕНЕНИЕ НЕКОТОРЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ДАННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ К СОСТАВУ СБРОЖЕННЫХ ЖИДКОСТЕЙ. СПЕЦИАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВИНА Мы выяснили, что глицерин и янтарная кислота являются постоянными продуктами спиртового брожения. Они должны, следовательно, находиться во всех жидкостях, которые подверглись такого рода брожению, например, в вине, пиве, сидре. И, действительно, мы их там и находим, хотя до настоящего времени многочисленные анализы этих сброженных жидкостей их там не обнаружили. * Если поместить на столик микроскопа очень маленький стеклянный чан с молодыми просвечивающими дрожжами, почти или вовсе не имеющими вернистого содержимого, разведенными в чистой воде без всякой примеси сахара, то мы увидим, что, спустя несколько часов, клетки становятся все более зернистыми и начинают выделять чистый углекислый газ. Внутри клеток образуются вакуоли и зернистость, подобная той, которая возникает при непосредственном действии их на сахар.
104 ЛУИ ПАСТЕР Экстрактивные, некристаллизирующиеся вещества, всегда содержащиеся в этих жидкостях, маскировали их присутствие. Я произвел специальное исследование только в отношениии вина, наиболее полезного и наиболее распространенного во Франции спиртового напитка. Для экстрагирования глицерина и янтарной кислоты из вина я пользовался следующим способом. 250 куб. см вина обесцвечиваются 20 г животного угля, фильтруются, и уголь, оставшийся на фильтре, хорошо промывается. Отфильтрованная жидкость осторожно выпаривается, и, после того как ее объем доведен приблизительно до 100 куб. см, она обрабатывается несколькими граммами гашеной извести для нейтрализации кислот. Выпаривание заканчивается в вакууме. Оставшаяся масса обрабатывается в той же чашке, где она находится, или, что еще лучше, в ступке смесью спирта и эфира, о которой уже говорилось на страницах этого мемуара и которая состоит из 1 части 90—92° спирта и 1% частей очищенного эфира. Эта обработка сравнительно трудна, так как часть остатка представляет собой пластичную массу, но постепенно он весь запекается, и тогда его можно целиком растолочь. Каждая порция после промывания кладется на фильтр, а эфирная вытяжка выпаривается с соблюдением всех мер предосторожности в тарированной чашке; высушивание заканчивается в вакууме. Приготовленный таким путем глицерин относительно чист, как показывают его анализ и его вкус (он содержит не больше 1—1,5% посторонних веществ). Вот таблица анализов, проведенных по указанному способу: Вино из Бордо старое (хоро- Вино Бордо обыкновенное . . Вино бургундское старое (хо- Вино бургундское обыкновенное Вино из Арбуа старое (хоро- Коллчесгво глицерина на литр, рассчитанное на основании анализа Vi л г 7,412 6,97 7,34 4,34 6,75 Количество янтарной кислоты на л ιτρ, вычисленное по количеству глицерина г 1,48 1,39 · 1,47 0,87 1,35 Количество спирта в 100 куб. см вина г 7,5 7,35 8,1 7,8 9,0 Количество глицерина в обыкновенном бургундском вине незначительно. Я склонен думать, что это вино было разбавлено спиртом и водой, чго уменьшает количество глицерина и янтарной кислоты. Цифры для янтарной кислоты были вычислены по глицерину, причем бралось наиболее обычное соотношение этих продуктов для всех брожений, которые мне приходилось анализировать, именно: на 3,5 части глицерина приблизительно 0,7 части янтарной кислоты. ', _ Из каждого сорта вина, указанной) в таблице, я выделил кристаллическую чистую янтарную кислоту, но при. ее точном коли-
МЕМУАР О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ 105 явственном определении я натолкнулся на еще не полностью устраненные трудности отделения ее без потерь от других веществ вина. Я буду в дальнейшем иметь случай вернуться в этому интересному вопросу. Вина, в которых после окончания брожения не осталось сахара, дают количество экстракта, колеблющееся, согласно ряду авторов, между 15 и 25 г на литр. Таким образом, больше трети, а часто почти половина твердых и, несомненно, наиболее существенных составных частей вина были до сегодняшнего дня неизвестны. Все согласятся с тем, что глицерину, основному элементу жировых веществ, следует приписать значительную роль в благодетельных свойствах вина. Присутствие глицерина в вине, где он связан с белковыми веществами и фосфатами, заслуживает серьезного внимания физиологов. Янтарной кислотой ни в коем случае нельзя пренебрегать, несмотря на ее сравнительно небольшое количество. Вкус этой кислоты несколько странный. Смешав воду, спирт, глицерин и янтарную кислоту в соответствующих брожению отношениях, мы с удивлением замечаем, что эта смесь чрезвычайно напоминает вино. Мы, таким образом, приходим к заключению, что вкус этого напитка, то, что более всего придает ему специфичность, в значительной степени зависит от янтарной кислоты. Сопоставление количества глицерина, обнаруженного в этих сортах вина, с содержанием в них спирта, по которому можно приблизительно рассчитать исходный вес сахара виноградного сусла, как будто показывает, что при брожении виноградного сусла образуется гораздо больше глицерина и янтарной кислоты, чем при обычных брожениях. Это обстоятельство может иметь разные причины. Можно думать, например, что виноградные дрожжи представляют собой особый вид спиртовых дрожжей, обладающих особым действием, несколько отличным от действия их разновидностей другого происхождения. Для того, чтобы проверить это предположение, я выписал из виноградников Юры винные дрожжи сбора 1858 года. Эти дрожжи были не чем иным, как осадком, оставшимся в бочке с белым вином после сцеживания в первых числах марта. Я промыл этот осадок на фильтре. Под микроскопом он имел вид пивных дрожжей. Клетки этих дрожжей были очень зернисты. Они слегка отличались от обычных пивных дрожжей неодинаковой величиной своих зерен. Но совсем не было очень маленьких клеток. Не было также никаких следов молочнокислых дрожжей и посторонних тел. Степень активности этих дрожжей была средняя. 50 г кристаллического сахара были поставлены для сбраживания с 10 г этих дрожжей, содержавших 3,785 г сухого вещества. 7 и 9 апреля брожение окончилось. Проба Фелинга показала отсутствие сахара. Под микроскопом не оказалось ни молочнокислых дрожжей, ни каких-либо других посторонних дрожжей. Таким образом, брожение было целиком и полностью спиртовым. По окончании брожения я собрал: 1) 2,750 г высушенных при 100° дрожжей; 2) 1,576 г экстрактивных веществ, не растворимых в эфирной смеси, в том числе экстрактивных веществ, связанных с янтарно- кислым кальцием.
106 ЛУИ ПАСТЕР Сумма 2,750+1,576 составляет 4,326 г. После вычитания 3,785 г взятых сухих дрожжей получаем разность в 0,541 г. Итак на 50 г сахара на этих винных дрожжах фиксировалось 0,541 г целлюлозы и других веществ, что составляет 1,082%*. Этот результат очень хорошо совпадает с данными сбраживания при помощи пивных дрожжей, хотя и имеется значительная разница в соотношениях между растворимыми и нерастворимыми веществами спиртовых и винных дрожжей. Это следует из приведенных мною цифр. Что же касается янтарной кислоты, то я нашел, что ее вес, вычисленный по весу необходимой для ее насыщения извести, составляет 0,433 г. Наконец, очень тщательно определенный вес глицерина оказался равным 1,833 г. Если удвоить эти цифры, они будут соответственно равны 0,866 . для янтарной кислоты и 3,666 для глицерина на 100 г сахара. Они очень близки к тем, которые получаются при медленных брожениях с пивными дрожжами. Наоборот, они несколько превышают величины, характерные для быстро протекающих брожений. Итак, винные дрожжи дают те же результаты, что и пивные. Следовательно, то большое количество глицерина и янтарной кислоты, которое мы обнаружили в вине, следует скорее приписать специальным условиям среды, создающимся при сбраживании виноградного сусла, или какому-нибудь неизвестному обстоятельству. Как бы то ни было, исследование, произведенное нами в отношении некоторых сортов вина и продуктов брожения, получаемых при посредстве виноградных дрожжей, дают веское подтверждение правильности некоторых основных выводов этого мемуара. Что касается толкования совокупности тех новых фактов, на которые я натолкнулся в процессе этих исследований, то я уверен, что всякий, кто будет судить о них беспристрастно, признает, что спиртовое брожение связано с жизнью, с организацией клеток, но - не с их смертью или с их гниением, а также, что оно не представляет собой явления контакта, в котором превращение сахара совершается в присутствии фермента без того, чтобы что-нибудь дать ферменту или что-нибудь взять у него. Этими строками я закончил свой мемуар об открытии молочнокислых дрожжей, организованных существ, вполне подобных спиртовым дрожжам, благодаря наличию которых происходят все явления молочнокислого брожения, так же, как разнообразные явления спиртового брожения объясняются присутствием обычных дрожжей. * В тексте французского издания— 1,182%; это, несомненно, описка или соечатка.—Ред.
К ВОПРОСУ О СПИРТОВОМ БРОЖЕНИИ* Бертло представил на заседании Академии от 28 мая текущего года сообщение, озаглавленное: «О глюкозном брожении тростникового сахара»**, по поводу которого я должен высказать несколько замечаний18. Всем известно, что тростниковый сахар, смешанный с пивными дрожжами, претерпевает двоякое превращение. Первое делает его лево вращающим сахаром, это называется инверсией сахара. Второе представляет собой собственно брожение, т. е.. образование спирта, угольной кислоты, глицерина и т. д. Сообщение Бертло имеет целью показать, что жидкий экстракт из дрожжей может инвертировать сахар, не вызывая настоящего брожения. 1 «Действие дрожжевого экстракта,—говорит он,—ограничивается инверсией сахара, не вызывает спиртового брожения и не ведет к немедленному развитию организованных существ». Затем он добавляет: «Дрожжевой экстракт содержит, следовательно, специальный фермент, растворимый в воде и способный превратить тростниковый сахар в сахар инвертированный». Я привожу результаты Бертло так, как он дает их сам, не отвечая за них. Во всех случаях из слов самого Бертло видно, что он называет ферментом растворимые в воде вещества, способные инвертировать сахар. Все, однако, знают, что имеется масса веществ, обладающих этой способностью, например, все кислоты. Я же втом случае, когда дело касается тростникового сахара и пивных дрожжей, называю ферментом только то, что сбраживает сахар, т. е. образует спирт, угольную кислоту и т. д. Что касается инверсии, то я ею не занимался. В примечании к мемуару, в котором я только что подвел итоги трехлетних наблюдений над спиртовым брожением, я лишь между прочим высказал догадку о причинах, ее определяющих. Следовательно, противоречие, которое Бертло находит между моими высказываниями и реальными фактами, происходит исключительно вследствие широкого толкования, которое он дает слову фермент. Я же применял его всегда и исключительно в отношении веществ, вызывающих настоящее брожение. * Comptes rendus de l'Académie des sciences, 50, 1860, 1083 и 1084. Bulletin de la société chimique de Paris, 1858—1860. Séance du 8 juin, 1860, p. 183 и 184. ** Berthelo t.—Comptes rendus de l'Académie des sciences, 50, I860, p. 980—984.
СООБЩЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНО PENICILLIUM GLAU- сим И МОЛЕКУЛЯРНОЙ диссимметрии естественных ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИИ* Имею честь сообщить Академии новый факт, представляющий, как мне кажется, большой интерес17. Я растворяю в воде чистую кислую аммонийную соль виноградной кислоты18 и незначительные количества фосфатов; потом я засеваю в жидкость несколько спор Pénicillium- glaucum. Эти споры развиваются и воспроизводят материнское растение, вес которого постепенно значительно увеличивается за счет питания кислородом воздуха и минеральными и органическими веществами раствора. Одновременно с развитием растения правовращающая винная кислота исчезает, а левовращающая остается в растворе, откуда ее можно легко выделить**. Я напоминаю любопытный опыт, опубликованный мною в прошлом году. В этом опыте пивные дрожжи, засеянные в сахарную воду, содержащую фосфаты и аммонийные соли, размножались и сбраживали сахар***. Результаты, с которыми я знакомлю сегодня, до некоторой степени аналогичны. Плесень заменяет фермент, виноградная кислота— сахар. Когда имеются сахар и пивные дрожжи, весь сахар превращается, или, выражаясь обычным языком, весь сахар сбраживается. Pénicillium же делает выбор. Я напомню также то странное брожение аммонийной соли виноградной кислоты, при котором я видел, как особые дрожжи превращали правовращающую винную кислоту, оставляя нетронутой левовращающую****. Здесь аналогия идет дальше, чем между Pénicillium и ферментом; здесь оба организма предпочитают правовращающее соединение левовращающему. Мне кажется, я не должен входить сейчас в дальнейшие подробности. Я прибавлю только, что изложенные результаты не только открывают перспективы для физиологии растений и позволяют предугадать идеи о причине брожений. Они указывают еще на возможность применить их для расщепления тех органических веществ, * Comptes rendus de l'Académie des sciences, 51, 1860, p. 298"и 299. ** Если вместо виноградной кислоты пользуются тростниковым сахаром, сахар превращается целиком. *** Pasteu г.—Nouveaux fait · concernant l'histoire de la fermentation alcoolique. Comptes rendus de l'Académie des sciences, 47, 1858, p. 1011—1013. **** Pasteur.—Mémoire sur la fermentation de l'acide tartrique. Comptes rendus de l'Académie des sciences, 46, 1858, p. 615—618.
СООБЩЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНО PENICILLIUM GLAUCUM 109 у которых можно предполагать молекулярное строение такого же характера, как у виноградной кислоты. Поразительно также, с одной стороны, то, что ферменты все более приближаются к низшим растениям, а с другой—что молекулярная диссимметрия, которая присуща исключительно естественным органическим веществам, вмешивается в жизненные явления, как могущественный фактор, изменяющий химическое сродство.
ИНФУЗОРИИ, ЖИВУЩИЕ БЕЗ СВОБОДНОГО КИСЛОРОДА И ВЫЗЫВАЮЩИЕ БРОЖЕНИЕ* Известно, сколь разнообразны продукты, образующиеся при так называемом молочнокислом брожении. Молочная кислота, слизь, маннит, масляная кислота, спирт, углекислота и водород появляются либо одновременно, либо последовательно, и притом в количествах, крайне различных и совершенно произвольных. Постепенно я пришел к убеждению, что растение-фермент^превраща- ющее сахар в молочную кислоту, отлично от того или тех (так как их имеется два), которые вызывают образование слизистого вещества; последние, в свою очередь, не порождают молочной кислоты. С другой стороны, я убедился также и в том, что эти различные растения-ферменты, если они действительно чистые, не могут ни при каких обстоятельствах вызвать появление масляной кислоты. Следовательно, должен существовать особый маслянокислый фермент (возбудитель маслянокислого брожения). Именно на этот момент я давно уже обратил все свое внимание. Сообщение, которое я имею честь представить сегодня Академии, касается как раз цроис- хождения масляной кислоты при так называемом молочнокислом брожении19. Я не буду входить здесь во все подробности этого исследования. Я ограничусь сперва изложением одного из выводов моей работы, который заключается в том, что маслянокислым ферментом тля- ется инфузория. Я был очень далек от того, чтобы ожидать таких результатов. Наоборот, мне долго казалось необходимым направлять свои усилия на устранение этих маленьких животных, ибо я опасался, что они питаются тем растительным ферментом, который, согласно моим предположениям, являлся возбудителем маслянокислого брожения и который я пытался найти в употребляемых мною жидких средах. Но мне не удавалось уловить причину появления масляной кислоты, и в конце концов я был поражен постоянно вытекавшим из моих исследований совпадением между появлением масляной кислоты и инфузориями и, наоборот, между инфузориями и появлением масляной кислоты. До сих пор я приписывал это совпадение пользе или подходящим условиям, которые представляет наличие масляной кислоты для жизни этих маленьких животных. * С. г. de l'Académie des sciences, 52, 1861, 344.
ИНФУЗОРИИ, ЖИВУЩИЕ БЕЗ СВОБОДНОГО КИСЛОРОДА lif Многократные опыты убедили меня в том, что превращение сахара, маннита и молочной кислоты в масляную кислоту обязано исключительно деятельности этих инфузорий и что их-то и надо признать истинными возбудителями маслянокислого брожения. Вот их описание. Это маленькие цилиндрические обычно прямые палочки с закругленными концами; они встречаются одиночными или соединенными в цепочки из двух, трех, четырех и иногда даже больше члеников. Толщина их равна в среднем 0,002 мм. Длина отдельных члеников варьирует от 0,002 до 0,015 и 0,02 мм. Эти инфузории перемещаются скользящими движениями. Во время такого движения тело их остается прямым или слегка волнообразно изгибается. Они вертятся, покачиваясь, или вызывают быстрое дрожание переднего или заднего конца своего тела. Если длина палочек достигает 0,015 мм, то волнообразность их движений становится очень заметной. Часто они бывают изогнуты на одном конце, иногда же на обоих. Но эта их особенность редко встречается в начале их жизни. Они размножаются делением. Именно благодаря такому способу размножения некоторые из них принимают вид цепочки. Тот членик, который тянет за собой остальные, производит иногда быстрые движения, как бы пытаясь освободиться от последующих. Хотя тела этих вибрионов имеют цилиндрическую форму,! но часто кажется, что они состоят из ряда зерен или очень коротких, едва намечающихся члеников. Это, без сомнения, первые рудиментарные органы этих маленьких животных. Эти инфузории можно засевать так же, как засевают пивные дрожжи. Они размножаются, если среда пригодна для их питания. И, ,^το особенно важно отметить, их можно засевать в жидкости, содержащие только сахар, аммиак и фосфаты, т. е. кристаллические и, так сказать, минеральные вещества. В этих жидкостях они размножаются, вызывая в них явно выраженное маслянокислое брожение. Вес образовавшихся организмов значителен, но, по сравнению с общим количеством образовавшейся масляной кислоты, он ничтожен, как это обычно и бывает со всеми ферментами. Существование инфузорий, обладающих свойством ферментов (возбудителей брожения), является уже само по себе фактом, весьма дортойным внимания. Но к нему присоединяется еще то странное явление, что эти маленькие животные, эти инфузории живут и бесконечно ^ размножаются без того, чтобы явилась необходимость доставлять им хотя бы маленькие количества воздуха или свободного кислорода. Здесь было бы слишком длинно рассказывать, как я устроил, чтобы жидкие среды, в которых живут эти инфузории и которые кишат ими, совершенно не содержали свободного кислорода дни внутри, ни на своей поверхности. Это я тщательным образом устанавливал. Я прибавлю только, что я не хотел представлять свои результаты в Академию, не пригласив в качестве свидетелей некоторых из ее членов, которые, как мне кажется, признали точность показанных им экспериментальных доказательств. Эти инфузории не только живут без воздуха, но воздух их убивает. Если пропускать некоторое время через жидкость, где они
112 ЛУИ ПАСТЕР размножаются, ток чистой углекислоты, то это совершенно не отражается на их жизнедеятельности и размножении. Если же при совершенно таких же условиях заменить на один или два часа ток углекислоты током атмосферного воздуха, то все организмы погибают и маслянокислое брожение, связанное с их существованием, тотчас же останавливается. Мы приходим, следовательно, к двум положениям. 1. Mаслянокислым ферментом (возбудителем маслянокислого брожения) являются инфузории. 2. Эти инфузории живут без свободного кислорода. Это, я думаю, первый известный пример фермента животного происхождения, а также и животного, живущего без свободного кислорода. Сам собой напрашивается вывод о близости образа жизни и свойств этих маленьких животных с образом жизни растительных ферментов в отношении их способности жить без воздуха, а также вытекающих из этого следствий, уясняющих причины брожения. Однако я оставляю за собой право вернуться к идеям, которые вызываются этими новыми фактами, после того как мне удастся осветить их опытом.
НОВЫЕ ОПЫТЫ И ВЗГЛЯДЫ НА ПРИРОДУ БРОЖЕНИЙ* В различных сообщениях, которые я имел честь представить Академии по вопросу о брожениях в собственном смысле этого слова, я прилагал все усилия к доказательству того, что они связаны с присутствием и размножением организмов, для каждого брожения особых, и воздерживался от выражения какого- либо мнения о причине этих загадочных явлений. Более обстоятельное изучение продуктов брожений, выделение их ферментов, отыскание экспериментальных доказательств их живой природы— вот в чем состояла до сих пор цель моих исследований. Что касается основной идеи—взгляда на ферменты (возбудители брожения), как на живые организмы,—то сомнения, которые могли еще у некоторых оставаться, должны были быть рассеяны результатами работ по маслянокислому брожению, которые я имел честь недавно доложить Академии**. В этом докладе я высказал тот взгляд, что •фермент (возбудитель) маслянокислого брожения представляет собою низшее животное—инфузорию или же, если не предрешать вопроса о .границе между растениями и животными, он является организмом, двигающимся и размножающимся подобно тем, которых натуралисты называют вибрионами. В данный момент я хочу обратить ваше внимание на то, что упомянутый фермент маслянокислого брожения несет в самом себе, в своих движениях и в способе размножения явное доказательство принадлежности к организмам. Итак, наряду с пивными дрожжами существуют и другие орга- нр!Зованные ферменты (возбудители брожений). Несмотря на возражения, которые эта идея встретила при своем возникновении, я смею надеяться, что в настоящее время ее можно считать признанной в науке. Теперь нам предстоит решить не менее важный вопрос: в чем выражается действие организмов при брожении? Я уже упомянул о том, что возбудитель маслянокислого брожения является организмом из рода вибрионов. Изучая, как я это делал, путем непосредственных опытов образ жизни вибрионов, описанных до настоящего времени естествоиспытателями, мы у бе- * С. г. de l'Acad. des sciences, 52, 1861, 1260—1264. ** С. г. de l'Acad. des sciences, 52, 1861, 344. (В настоящем издании см. стр. 110.—Ред.). Л. Пастер 8
114 ЛУИ ПАСТЕР ждаемся, что они поглощают из атмосферного воздуха значительные количества кислорода и выделяют углекислоту. То же самое вполне относится, согласно моим опытам, и к плесеням, торула, мукорам. Эти растеньица также не могут обходиться без кислорода, как и низшие животные-инфузории. Кроме того, подобно обыкновенным инфузориям, растеньица эти не обладают свойствами ферментов. Другими словами, химические явления, вызываемые ими в питательных веществах, сводятся к явлениям питания, когда вес усвоенного питательного вещества соответствует весу преобразованных под его влиянием тканей. С вибрионом маслянокислого брожения дело обстоит совершенно иначе. Ибо я установил, что вибрион этот, с одной стороны, живет без свободного кислорода, а с другой—является ферментом. Пусть успехи науки в области, касающейся определения границ двух царств, отнесут названный вибрион к растениям или к животным, это не имеет теперь значения. Жизнь без воздуха и свойства фермента представляют собою две особенности, отличающие его от всех обыкновенных низших организмов обоих царств природы. Это сущность дела, которую надо как следует уразуметь. Сближение данных фактов заставляет нас спросить себя, нет ли скрытой связи между свойствами возбудителей брожения и способностью их жить без доступа атмосферного воздуха, раз мыГвидим, что обходящийся без кислорода вибрион маслянокислого брожения обладает признаками такого возбудителя, тогда как эти признаки отсутствуют у обыкновенных вибрионов ж мукоров, для которых жизнь без кислорода невозможна. Я постарался изложить в точной последовательности факты, выяснившие необходимость новых опытов и внушившие мне новые взгляды, о которых мне остается говорить. В стеклянный баллон вместимостью в четверть литра я наливаю около 100 куб. см сахарной воды, к которой прибавлены белковые' вещества. Я вытягиваю над огнем горлышко баллона и подвожу под ртуть его открытый заостренный кончик. Затем я кипячу жидкость в баллоне до тех пор, пока совершенно не выйдет воздух, заключающийся в нем, а равно и растворенный в жидкости. Во время охлаждения в баллон проникает ртуть. Тогда, разбив посредством толчка в глубине чашки с ртутью вытянутую часть горлышка, так чтобы туда не проникло ни малейшей частицы воздуха, я вношу в баллон очень небольшое количество свежих пивных дрожжей. Опыт показывает, что засеянные дрожжевые клетки размножаются, хотя и с трудом, и что сахар начинает бродить. При таких условиях 1 весовая часть дрожжей разлагает 60, 80 и 100 частей сахара. Значит, пивные дрожжи могут размножаться при абсолютном отсутствиии свободного кислорода; при этом они проявляют в высокой степени свойства возбудителей брожениия*. Установив это, повторим наш опыт в присутствии большого количества воздуха, как источника кислорода. С этой целью в стеклянную неглубокую чашку с большой поверхностью я наливаю тонким слоем воду, содержащую сахар и белковые вещества, и вношу * Лучший способ проведения этого опыта см.: Pasteu г.—G. г. de l'Académie des sciences, 80, 1875, 452, или «Études sur la bière», 1876. (Примечание, добавленное Пастером в 1879 г в его «Examen critique d'un écrit posthume de Claude Bernard sur la fermentation».— P'ed.).
НОВЫЕ ОПЫТЫ И ВЗГЛЯДЫ НА ПРИРОДУ БРОЖЕНИИ ]15 туда затем маленькое количество пивных дрожжей, оставляя чашку почти открытой, свободной для доступа атмосферного воздуха. Если мы хотим анализировать газ и исследовать изменения воздуха, опыт следует производить в большой колбе, с плоским дном, вытянув и запаяв ее горлышко так, чтобы впоследствии можно было отбить кончик под ртутью и уловить выделившийся газ для определения отношения между объемами кислорода и азота. В проводимых таким образом опытах дрожжи размножаются с замечательной быстротой, неизвестной доселе в жизни этого растеньица. Опыт в колбе показывает кроме того, что, размножаясь, дрожжевые клетки извлекают из воздуха значительное количество кислорода. Нет никакого сравнения между скоростью развития клеток дрожжей в указанных особых условиях и в условиях, которые мы рассматривали первоначально, когда свободный кислород отсутствует. Без преувеличения можно сказать, что в одном случае они размножаются в сто раз быстрее, чем в другом. Из этого вытекает, что пивные дрожжи способны вести совершенно различные по существу два образа жизни. Свободный кислород может совершенно отсутствовать или находиться в любом количестве. Во втором случае растение пользуется им, причем в нем идет особо возбужденная жизнь. Растеньице живет тогда так же, как живут низшие растения. Я уже указывал раньше на отсутствие существенных отличий в отношении усвоения углерода, фосфорнокислых солей и азота между пивными дрожжами и плесенями, и потому можно считать твердо установленным, что образ жизни дрожжей, поставленных в условия, при которых они могут пользоваться свободным кислородом, во всем подобен образу жизни низших растений и животных. 4Опыт доказывает, что аналогия идет еще дальше, что она распространяется и на способность к брожению. Действительно, определяя бродильную способность дрожжей, когда они ассимилируют свободный кислород, находят, что эта способность у них почти совершенно исчезает. Я не сомневаюсь, что мне удастся окончательно ее подавить. Но я с уверенностью могу утверждать, что мне уже случалось раз в двадцать понизить ее, по сравнению с обыкновенными условиями. Другими словами, я достигал, что на 1 часть образовавшихся дрожжей было разложено только 6—8 частей сахара. Заметим, кроме того, что пивные дрожжи, которые развиваются при доступе воздуха, поглощая кислород, и которые под этим влиянием и в силу особого образа жизни утрачивают свойства возбудителей брожения, по существу, не изменяют своей природы. Напротив, попав в воду с сахаром, без доступа воздуха, они немедленно вызывают в ней самое энергичное брожение. Я никогда не видел более активных спиртовых дрожжей, вероятно, вследствие того, что все дрожжевые клетки были наполнены содержимым и почковались. Невозможно найти более однородные, замечательные в отношении формы и, если можно так выразиться, здоровые дрожжи*. Итак, одноклеточное растеньице, называемое в просторечии пивными дрожжами, способно развиваться без свободного кислорода * В этом состоянии дрожжи обладают способностью сильно размножаться в отсутствие воздуха, при наличии азотистых соединений и сахара, который ими энергично сбраживается. (Примечание, сделанное Пастером в 1879 году.—Ред.) 8*
116 ЛУИ ПАСТЕР и является ферментом (возбудителем брожения). Это свойство отличает его от всех низших организмов. Растеньице это также развивается, поглощая свободный кислород, и притом с такой энергиец, что это состояние представляется его нормальной жизнью, но тогда оно уже не имеет свойств возбудителя брожения. Это свойство, наоборот, сближает его со всеми «низшими организмами. Не будем упускать из виду, однако, что если дрожжи и утрачивают способность возбуждать брожение при размножении под влиянием кислорода воздуха, то они снова начинают в полной мере действовать как фермент, лишь только свободный кислород исчезнет. Вот факты во всей их простоте. Каковы же ближайшие выводы из них? Должны ли мы предположить, что дрожжи, которым кислород так необходим, что'они усиленно отнимают его из атмосферного воздуха, перестают в нем нуждаться и обходятся без него, когда их лишают названного газа в свободном виде, предоставляя его им в избытке в форме какого-нибудь соединения в сбраживаемом веществе? Вот в чем вся загадка брожения. Мы ответим на поставленный вопрос следующим образом. Энергичное усвоение пивными дрожжами свободного кислорода доказывает, что он необходим им для жизни и, следовательно, они должны брать его у сбраживаемого вещества, когда к ним прекращают доступ кислорода в свободном ^иде. В этом случае растеньице тотчас же выступает перед нами как агент разложения сахара. Дыхание его клеток сопровождается нарушением равновесия молекул сахара вследствие того, что у последних отнимается часть их кислорода. Это влечет за собой разложение сахара, н растение приобретает свойства фермента. Наоборот, при усвоении свободного кислорода у него это свойство отсутствует. Итак, наряду с известными доселе организмами, которые все, без исключения (так, по крайней мере, считают), могут двигаться и питаться в присутствии свободного кислорода, имеется еще группа живых существ с дыханием настолько энергичным, что они способны жить без доступа воздуха, поглощая кислород различных соединений, в результате чего происходит медленное, но постоянное разложение последних. Эта вторая группа организмов—фермента (возбудители брожений), во всем подобные организмам первой группы, живущие, как те, усваивающие, как и те, углерод, азот и фосфорнокислые соли, нуждающиеся, как и те, в кислороде, но отличающиеся тем, что при недостатке свободного кислорода они могут дышать при помощи кислорода, беря последний из не особенно стойких соединений. Таковы факты и теория, которая является, по-моему, их естественным выражением20. Представляю их на заключение Академии в надежде, что мне удастся скоро подкрепить их новыми экспериментальными доказательствами*. * В появившихся недавно работах о спиртовом брожении и о свойствах дрожжей замечается тенденция к признанию необходимости свободного кислорода для жизни дрожжей и особенно для их размножения, хотя в обстоятельном споре с моими противниками я уже опроверг возражения, высказанные раньше по поводу этого трудного и ответственного пункта в жизни дрожжей и в истории брожения. Исследователи возвращаются, повидимому, к взгляду, утверждающему, что брожение может происходить вне жизни клеток путем разложения дрожжей, что сахар способен бродить, будучи только пропущен, так сказать, через клетки. Такие теории приведут нас снова к точке зрения Либиха. Либих прекрасно знал, что дрожжи представляют живой одноклеточ-
НОВЫЕ ОПЫТЫ И ВЗГЛЯДЫ НА ПРИРОДУ БРОЖЕНИЙ 117 ный организм, но не хотел согласиться с тем, что присущее им свойство возбуждать брожение связано с их-организацией. Среди других аргументов он указывал на возможность брожения чистой воды с сахаром. «Если брожение,—говорил Либих,—представляло бы собою следствие развития и размножения клеток, то они не вызывали бы брожения в чистой сахарной воде, где нет необходимых условий для проявления жизненной активности. Такая вода не содержит в себе азотистых веществ, нужных для образования азотистой части клеток. В подобном случае клетки вызывают брожение не потому, что они продолжают развиваться, а в результате превращений их внутренней азотистой части, разлагающейся на аммиак и другие продукты, т. е. в результате химического разложения, которое представляет собою полную противоположность органическому процессу». Уже в 1857 году (С. г. de PAcad. des ciences, 45, 1857, p. 1032—1036), я установил, что Либих отдает себе весьма неточный отчет о явлениях, происходящих во время упомянутого опыта сбраживания чистой сахарной воды промытыми дрожжами. Я доказал, что дрожжи увеличиваются в весе, что они усваивают элементы сахара, что азот дрожжей не превращается в соль аммиака, что клетки дрожжей могут размножаться и жить за счет своего собственного азотистого вещества, ибо, вызвав в присутствии сахара организацию растворимой части известного количества дрожжей, можно сбродить при ее помощи количество сахара, приблизительно равное весу сахара, который сбраживается равным количеством этих дрожжей. В настоящее время я могу дать этим фактам еще более полное истолкование, выяснив участие, которое принимает в них кислород. Когда мы имеем дело с пивными дрожжами и с чистой сахарной водой, кислород действует только вначале и в слабой степени, а дрожжи являются недостаточно молодыми для того, чтобы деятельно почковаться и размножаться. При таких условиях жизнь дрожжей заключается, главным образом, в жизни наиболее молодых клеток, развивающихся за счет своих собственных веществ или за счет веществ дрожжевых клеток, сильнее истощенных. В том случае, когда, наоборот, ничтожное количество дрожжевых клеток вносится в сахарную воду, содержащую растворимую часть дрожжей, как это было в одном из опытов 1857 года, только что упомянутом мною, кислород, с самого начала находящийся в сахарной жидкости, принимает огромное участие в образовании и размножении новых ι слеток, приобретающих значительный вес, в чем можно убедиться из цифр, приведенных мною в мемуаре о спиртовом брожении—Annales de chimie et de physique, 3-esér., 58, I860, 323—426. (Примечание, добавленное Пастером в 1879 году.—Ред.)
ИССЛЕДОВАНИЯ О ГНИЕНИИ* Всякий раз, когда животное или растительное вещество портится, самопроизвольно образуя зловонные газы, говорят, что идет процесс гниения. Мы убедимся в этой работе, что такое определение страдает двумя противоположными недостатками. Оно носит слишком общий характер, ибо сближает существенно различные явления, и оно слишком узко, так как разделяет другие явления, имеющие одинаковую природу и одинаковое происхождение. Интерес и польза, которые представило бы точное изучение процесса гниения, никогда не оставались недооцененными. С давних пор надеялись, что такое изучение даст практические указания· для познания болезней, особенно тех, которые старыми врачами назывались гнилостными заболеваниями. Такой мыслью руководился знаменитый английский врач Прингл в середине прошлого века, когда он, чтобы пролить свет на наблюдения, сделанные им над заболеваниями в армиях, занялся опытами над септическими и антисептическими веществами**. К сожалению, отвращение к такого.рода работам, вместе с их очевидной сложностью и запутанностью, останавливало до сих пор большинство исследователей, и здесь приходится начинать почти еще с самого начала. Мои изыскания о брожении, естественно, привели меня к этим исследованиям, и я решил заняться ими, не обращая слишком большого внимания на опасность или отвращение, которое они вызывают. Если бы для проведения этих работ я нуждался в ободрении, я бы припомнил слова Лавуазье, сказанные им в Академии при подобных же обстоятельствах: «Мысль об общественной пользе и интересах человечества облагораживает самую отталкивающую работу π заставляет просвещенных людей обращать внимание только на рвение, которое потребовалось, чтобы преодолеть отвращение и препятствия» . Выводы, которые я имею честь представить сегодня Академии, относятся исключительно к причине этих явлений. Прежде всего следовало осветить этот вопрос, и, мне кажется, я этого достиг. Однако ;>то такой обширный предмет, что, я думаю, мне придется «в дальней- * Comptes rendus de l'Académie des sciences, 56, 1863,' p. 1189—1194. ** Ρ г i η g 1 e (J.)·—Observations on the diseases of the army in camp and garrison. London, 1752.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ГНИЕНИИ 119 шем много прибавить к моим первым наблюдениям. Я прошу поэтому всяческого снисхождения у Академии. Самый общий вывод из моих опытов очень прост. Он заключается в том, что гниение вызывается организованными ферментами из рода вибрионов. Эренберг описал шесть видов вибрионов, которым он дал следующие названия: 1) Vibrio lineola 4) Vibrio rugula 2) » tremulans 5) » prolifer 3) » subtilis 6) » bacillus* Эти шесть видов, опознанные частично еще первыми микрографами последних веков, наблюдались потом всеми, кто занимался инфузориями. Что касается меня, то я оставлю в стороне вопрос о тождестве или различии этих видов и об изменчивости их форм в зависимости от изменений условий окружающей их среды. Я принимаю их временно такими, какими они описаны. Во всяком случае я прихожу к выводу, что эти шесть видов вибрионов являются животными ферментами и что они являются ферментами гниения. Кроме того, я нашел, что все эти вибрионы могут жить без свободного кислорода и что они погибают при соприкосновении с ним, если ничто не предохраняет их от прямого воздействия этого газа. Факт, о котором я впервые докладывал Академии два года назад и второй пример которого я приводил совсем недавно, именно—факт существования маленьких животных-ферментов, типа вибрионов, способных жить без свободного кислорода, был, следовательно, только частным случаем, относящимся к виду брожения, быть может, наиболее распространенному в природе**. Условия, при которых проявляется гниение, могут быть очень различны. Предположим сперва, что дело идет о жидкости, т. е. о способном к гниению веществе, все части которого подвергались соприкосновению с воздухом. Возможно одно из двух. Эта аэрированная жидкость будет либо заключена в сосуд без доступа воздуха, либо помещена в открытый сосуд с более или менее широким отверстием. Я прослежу последовательно, что произойдет в обоих случаях. Общеизвестно, что гниение требует некоторого времени для своего проявления. Это время меняется в зависимости от температурных условий, нейтральности, кислотности или щелочности жидкости. При наиболее благоприятных условиях надо, самое меньшее, двадцать четыре часа для того, чтобы процесс стал выявляться внешними признаками. В течение этого первого периода в жидкости происходит внутреннее движение, результатом которого является полное освобождение от растворенного в жидкости кислорода воздуха и замена его углекислотой. Полное исчезновение кислорода при нейтральной или слабощелочной реакции среды зависит, главным * Ehrenberg (Ch.—G,).—Die Infusionsthieroben als vollkommene. Organismen. Leipzig, 1838, fol. (64 col. Taf. Vibriorp. 77—83 и рис. IV—IX), табл. V). ** Ρ a s t e u r.—Animalcules vivant sans, gaz oxygène libre et déterminant des fermentations. Comptes rendus de l'Académie des sciences, 52, 1861, p. 344—347. В настоящем издании см. стр. 110. Nouvel exemple de fermentation déterminée par des animalcules infusoires pouvant vivre sans gaz oxygène libre, et en dehors de tout contact avec l'air de l'atmosphère. Ibid. 56, 1863 p. 416—421.
120 ЛУИ ПАСТЕР образом, от развития самых маленьких инфузорий, а именно Monas crepusculum и Bacterium termo. При этом появляется очень легкая муть, потому что эти маленькие существа передвигаются по всем направлениям. Когда поглощение растворенного кислорода закончено, они погибают и падают, в конце концов, на дно сосуда, как это произошло бы с осадком. Если случайно жидкость не содержит способных развиваться зародышей ферментов, о которых я только что говорил, то она остается неопределенно долго в таком состоянии, не загнивая и не подвергаясь никакому брожению. Эти случаи редки, но мне все же пришлось встретить несколько таких примеров. Чаще же всего после исчезновения растворенного в жидкости кислорода начинают развиваться вибрионы—ферменты, не нуждающиеся в этом газе для своей жизнедеятельности, и тотчас же обнаруживается процесс гниения. Он постепенно все усиливается вслед за прогрессирующим ходом развития вибрионов. Что касается процесса гниения, то он становится настолько сильным, что микроскопирование одной только капли жидкости становится делом очень мучительным, пусть оно длится всего несколько минут. Но я спешу обратить внимание на то, что зловоние жидкости и газов зависит главным образом от количества серы, которое заключается в гниющем веществе. Запах чувствуется слабо, если вещество не содержит серы. Так бывает, например, в случае брожения белковых веществ, экстрагируемых водой из пивных дрожжей. Таков же случай маслянокислого брожения; ибо при сопоставлении результатов, которые я здесь излагаю, с моими прошлыми исследованиями маслянокислое брожение оказывается по природе своего фермента явлением совершенно того же порядка, как и гниение в собственном смысле этого слова. Вот почему установившийся взгляд на гниение представляется в некотором отношении слишком узким. Из предшествующего следует, что соприкосновение с воздухом не является необходимым для развития процесса гниения. Даже наоборот, если бы кислород, растворенный в жидкости, способной загнивать, не был сперва изъят из нее действием особых организмов^ гниение не имело бы места. Под действием кислорода те вибрионы, которые вначале попытались бы развиться, погибли бы. Теперь я прослежу случай гниения при свободном доступе воздуха. На основании только что сказанного можно думать, что такой процесс гниения не может иметь места, так как кислород губит вибрионы, вызывающие гниение. Ничего подобного. Я покажу— η это вполне согласуется с фактами,—что гниение при соприкосновении с воздухом—явление всегда более полное и законченное, чем без доступа воздуха21. Вернемся опять к нашей аэрированной жидкости, соприкасающейся на этот раз с воздухом, находящейся, например, в широком открытом сосуде. Явление, о котором я только что говорил, а именно поглощение растворенного кислорода, происходит здесь, как и в первом случае. Единственная разница заключается в том, что бактерии погибают после исчезновения кислорода только в толще жидкости; на поверхности же, наоборот^ они продолжают развиваться бесконечно, так как находятся в соприкосновении с воздухом. Эти организмы образуют на поверхности жидкости тонкую пленку ^ которая постоянно утолщается и потом падает хлопьями на дно сосуда, снова
ИССЛЕДОВАНИЯ О ГНИЕНИИ 121 образуется и снова падает и так далее. Эта пленка, к которой присоединяются обычно различные мукоры и плесени, препятствует растворению кислорода в жидкости и позволяет, следовательно, развиваться вибрионам-ферментам. В отношении последних сосуд как бы закрыт для доступа воздуха. Они могут размножаться даже и в пленке на поверхности, потому что они там защищены бактериями и мукорами от слишком прямого воздействия атмосферного воздуха*. Гниющая жидкость становится тогда ареной двух весьма различных родов химического действия, связанных с физиологическими функциями двух видов питающихся там организмов. С одной стороны, вибрионы, живущие без помощи кислорода воздуха, вызывают внутри жидкости явление брожения, т. е. они превращают азотистые вещества в более простые соединения, но все же еще сложные. Бактерии (или мукоры...), с другой стороны, сжигают эти соединения и превращают их в самые простые двойные соединения— в воду, аммиак и углекислоту. Остается отметить еще один весьма замечательный случай, когда гниющая жидкость налита тонким слоем при легком доступе к ней атмосферного воздуха. Я докажу экспериментально, что тогда брожение и гниение могут быть совершенно устранены, и превращения органического вещества будут связаны только с явлениями сгорания. Таковы результаты гниения, происходящего при свободном соприкосновении с атмосферой. Наоборот, в случае гниения без доступа воздуха продукты разложения гниющего вещества не подвергаются дальнейшим изменениям. Как раз это я и хотел выразить, говоря о том, что гниение при доступе воздуха является процессом, если! не всегда более быстрым, то во всяком случае, более законченным, более глубоко разрушающим органическое вещество, чем гниение без доступа воздуха. Чтобы быть лучше понятым, я приведу несколько примеров. Подвергнем процессу гниения—я употребляю это слово в этих условиях намеренно как синоним брожения— подвергнем процессу гниения молочнокислый кальций. Вибрионы- ферменты превратят соли молочной кислоты в различные продукты, в числе которых всегда будет находиться маслянокислый кальций. Это новое соединение, не разлагаемое вибрионом, вызвавшим его образование, останется в жидкости неопределенно долго без всякого изменения. Но повторим этот процесс при доступе воздуха. По мере того как вибрионы-ферменты действуют внутри жидкости, поверхностная пленка мало-помалу сжигает полностью масляно- кислую соль. Если брожение идет очень активно, то процесс сжигания на поверхности останавливается, но только потому, что выде- * Я, тем не менее, все время оставляю в стороне, как я сделал это раньше, вопрос о том, не превращаются ли в определенных условиях ферменты, именно вибрионы, из анаэробов, каковыми они являются, когда действуют как ферменты, в аэробы. Я со всякого рода колебаниями предлагаю эти новые слова— аэробы и анаэробы—для обозначения существования двух групп низших организмов: одних, неспособных жить без доступа свободного кислорода, и других, способных бесконечно развиваться без соприкосновения с этим газом. Новая группа—анаэробы—может быть названа зимической (£ύ μη—закваска, фермент) т. е. группой ферментов. Аэробы составили бы противоположную группу— азимическую.
122 ЛУИ ПАСТЕ Ρ ляющаяся углекислота мешает доступу атмосфер )го воздуха. Процесс этот возобновляется снова, как только брожение заканчивается или замедляется. То же происходит, когда заставляют бродить без доступа воздуха естественную сахаристую жидкость; тогда она насыщается совершенно не разрушающимся далее спиртом. Если же процесс ведут при доступе воздуха, спирт, окислившись, сжигается, превращаясь полностью в воду и углекислоту. Потом появляются вибрионы и вслед за ними идет гниение, если жидкость не содержит уже больше ничего, кроме воды и азотистых веществ. Наконец, вибрионы и продукты гниения, в свою очередь, сжигаются бактериями или мукорами. При этом последние выживающие организмы вызывают сжигание тех, которые им предшествовали. Таким образом заканчивается полный возврат в атмосферу и в минеральный мир организованной материи 2S. Проследим теперь гниение твердых веществ. Я недавно доказал, что тело животного в обычных условиях защищено против проникновения зародышей низших организмов. Следовательно, гниение начнется сперва на поверхности, потом постепенно достигнет внутренних частей плотной массы. Вся поверхность тела целого животного, оставлено ли оно после смерти в соприкосновении с воздухом или - без доступа воздуха, покрыта носящейся в воздухе пылью, т. е. зародышами низших организмов. Его кишечный канал, особенно там, где образуются фекальные массы, наполнен не только зародышами, но даже уже совсем развитыми вибрионами, которые были замечены еще Левенгуком. Эти вибрионы имеют большие преимущества перед зародышами, находящимися на поверхности тела. Они являются уже взрослыми индивидуумами, лишены воздуха, омываются жидкостями, размножаются и в полной мере проявляют свою жизнедеятельность. От них-то и начнет гнить тело, которое до сих пор было защищено только жизнью и питанием органов. Таков ход процесса гниения в различных случаях. Совокупность перечисленных фактов будет представлена в мемуарах, которые я опубликую вместе со всеми экспериментальными доказательствами. Однако эти факты могут быть плохо поняты или плохо истолкованы, если я не прибавлю несколько разъяснений, которые Академия мне, без сомнения, простит. Чтобы быть конкретным, проследим за судьбой объемистой мышечной массы. Что будет, если помешать гниению на поверхности? Сохранит ли мясо свое состояние, строение и качество такими, какими они были в первые часы? На это нельзя рассчитывать. В самом деле, при обычных температурах невозможно избежать реакций между жидкими и твердыми веществами внутри этого мяса. Там всегда неизбежно приходится считаться с так называемым действием контакта и действием диастаз (если позволено так выразиться). В результате этих воздействий внутри кусочка мяса образуются маленькие количества новых веществ, прибавляющих ко вкусу мяса свой собственный привкус. Существует много способов для того, чтобы помешать гниению поверхностных слоев. Достаточно, например, завернуть мясо в тряпку, смоченную спиртом, а потом положить его в закрытый сосуд (с воздухом или без него), чтобы спирт не улетучивался. Гниение не пойдет ни внутри, потому, что там нет
ИССЛЕДОВАНИЯ О Г1ШЕШШ 123 зародышей вибрионов, ни снаружи, потому что пары спирта мешают развитию поверхностных зародышей. Но я заметил, что мясо определенно «трогается», если оно было в небольшом количестве, и становится гангренозным, если количество его было значительным. На мой взгляд—и это служит одним из примеров, когда обычное определение процесса гниения грешит слишком большой широтой,— нет ничего общего ни по природе, ни по происхождению между гниением и гангреной. Не будучи гниением в собственном смысле этого слова, гангрена, как мне представляется, является таким состоянием органа (или части его), предохраненного, несмотря на смерть, от гниения, при котором твердые и жидкие вещества продолжают реагировать химически и физически, но иначе, чем при нормальном питании*. * Иными словами, смерть не подавляет реакций жидких и твердых веществ организма. Нечто вроде физической и химической жизни, если можно так выразиться, продолжает проявляться. Я осмелился бы сказать, что гангрена— явление того же порядка, как дозревание плода, отделенного от дерева, на котором он находился.
ИССЛЕДОВАНИЯ ОБ УКСУСЕ, ЕГО ПРОИЗВОДСТВЕ,ЕГО БОЛЕЗНЯХ, СРЕДСТВАХ БОРЬБЫ С НИМИ
Титульная страница первого издания'«Исследований об уксусе».
ПРЕДИСЛОВИЕ В 1864 году я опубликовал в «Annales scientifiques de l'École Normale supérieure» мемуар об уксуснокислом брожении, которому мы обязаны точным знанием основ производства уксуса из вина и спирта по способам, которые известны под названием орлеанского и немецкого 23. Меня много раз просили изложить мои исследования так, чтобы сделать их доступными для всех промышленников, занимающихся производством уксуса. Я недавно мог убедиться, что сожаления относительно слишком ограниченной доступности моей работы разделялись многими лицами, так как г-н мэр и г-н президент Торговой палаты г. Орлеана просили меня изложить публично результаты моих исследований фабрикантам этого города, где производство винного уксуса имеет вековую давность и пользуется заслуженной известностью. Я с готовностью поспешил принять это приглашение. Обстоятельства, о которых я упомянул, побудили меня объединить в одной брошюре мой мемуар от 1864 года и лекцию, которую я прочитал в Орлеане и в которой в общедоступной форме резюмировал наиболее существенные наблюдения, относящиеся к производству винного уксуса, и указал на усовершенствования и новые способы, которые могут быть применены в производстве. Что касается способа сохранения уксуса, я возвращаюсь к принципам сохранения вин, которые изложены в моих «Etudes sur le vin» й применение которых в промышленности с каждым днем приобретает все большее значение. Все больше и больше распространяются аппараты, дающие возможность вести работу в широком масштабе. В торговом мире прививается убеждение, что наиболее легко изменяющиеся вина приобретают после предварительного прогревания способность консервироваться, ранее неизвестную даже для лучших вин. Вина, которые раньше приходилось потреблять на месте в течение первого года после их изготовления, могут перевозиться теперь без предварительного прибавления спирта в самые удаленные части земного шара в их естественном состоянии, причем все их гигиенические свойства сохраняются. Вина, начинающие портиться и закисать, немедленно могут быть улучшены предварительным прогреванием и предохранены от возможности всякого последующего заболевания.
128 :\ЪИ 1IAGTEP Опасались, что стоимость прогревания окажется слишком высокой для простых вин. Теперь имеются аппараты, которые требуют расхода не более 10 сантимов на гектолитр и которые могут прогревать до 10 гл в час. Итак, я могу утверждать, что проблема, занимавшая наиболее ученых виноделов в древности и в наши дни, теперь разрешена как практически, так и теоретически 24.
ЛЕКЦИЯ О ВИННОМ УКСУСЕ, ПРОЧИТАННАЯ В ОРЛЕАНЕ 11 НОЯБРЯ 1867 ГОДА ПЕРВАЯ ЧАСТЬ I Господа! Господин мэр г. Орлеана и господин президент Торговой палаты, узнав, что я занимался вопросами уксуснокислого брожения, просили меня изложить результаты моей работы перед фабрикантами уксуса этого города. Я с готовностью откликнулся на это приглашение, разделяя желание, которое его вызвало, именно: быть полезным отрасли промышленности, являющейся одним из источников богатства вашего города и вашего департамента. II Основной факт, на котором покоится производство винного уксуса—единственного, который заслуживает название уксуса и о котором я хочу сегодня с вами беседовать, известен уже со времен глубокой древности. В винодельческом районе нет такого человека, которому не приходилось бы наблюдать, что вино, предоставленное самому себе в условиях, при которых обычно хранят этот напиток, часто превращается в уксус. Таков простой факт, который я собираюсь научно обосновать на этой лекции. Я постараюсь затем из сведений, которые мы приобретем, вывести способы улучшения производства винного уксуса—производства, которое возникло из наблюдения над вышеупомянутым фактом. III Вот вино, которое превратилось в уксус, будучи в течение нескольких недель предоставлено самому себе. Каковы условия, вызвавшие это превращение? Бесспорно, для этого необходимы особые условия. Неправильно было бы думать, что вино, предоставленное самому себе, всегда превращается в уксус. Я кладу горизонтально эту закупоренную, полную вина бутылку. * Какова бы ни была природа этого вина, при какой бы температуре оно ни сохранялось, оно ни в коем случае не превратится в уксус. Самое большее, оно может приобрести слабую кислотность, совер- Л. Пастер 9
13Ô ЛУИ ПАСТЕ Ρ шенно несравнимую с кислотностью уксуса. Причина появления этой кислотности не имеет ничего общего с причиной превращения вина в уксус. IV Дело в том, что необходимым условием превращения вина в уксус является присутствие воздуха. Если вино закисает в бутылках, то будьте уверены, что эти бутылки не совсем наполнены, т. е. в них уже есть воздух, пусть даже пространство, занимаемое им между пробкой и: уровнем жидкости, не превышает толщины одного пальца. Какова же роль этого воздуха в химизме превращения вина в уксус? V Мой ответ на этот вопрос будет понят лучше, если я начну с того, что объясню вам различие между природой уксуса и вина. Вот два сходных перегонных аппарата. В одном будем подогревать вино, а в другом уксус, полученный из вина, находящегося в первом аппарате. В обоих случаях, как видите, мы собрали в приемниках бесцветную и прозрачную жидкость. Но обе эти жидкости обладают существенно различными свойствами. Я нагреваю в блюдце часть перегона, полученного из вина, и как только появятся пары, они тотчас воспламенятся от соприкосновения с пламенем горелки, находящейся у меня в руках. Ничего подобного не произойдет во втором блюдце, в котором я для сравнения нагреваю, жидкость, полученную при перегонке уксуса. Химики прежних времен называли духом всякое летучее вещество, которое можно получить путем перегонки. Они считали его сущностью вещей. Дух вина, иначе—огненный дух, как они называли эти пары за их способность воспламеняться при доступе воздуха и при соприкосновении с горящим телом, после освобождения его от воды, с которой он всегда смешан во время перегонки, носит название спирта. Уксусной кислотой назвали дух уксуса, когда он лишен воды. Спирт всегда является жидкостью. Уксусная кислота легко кристаллизуется при пониженной температуре. Дух вина не изменяет цвета синего лакмусового раствора. Дух уксуса, как вы видите, немедленно окрашивает его в красный цвет. Таким образом, когда вино превращается в уксус, вместо винного спирта появляется вещество совершенно другой природы— уксусная кислота. Я должен, впрочем, прибавить, что дух спирта ни в коей мере не примешивается к духу уксуса, когда образование уксуса вполне закончилось. Такова разница между вином и уксусом, образовавшимся из этого вина. Спирт уступил место уксусной кислоте. VI Из того факта, что воздух необходим для превращения вина в уксус, можно сделать вероятное заключение, что именно воздух, соединяясь со спиртом вина, превращает это вещество в уксусную кислоту. Действительно, таков ход вещей, только не все элементы воздуха принимают участие и соединяются одновременно со спиртом вина.
ЛЕКЦИЯ О ВИННОМ УКСУСЕ 131 Атмосферный воздух состоит, главным образом, из смеси двух простых газов: азота и кислорода. Азот составляет 4/5 общего объема, а кислород около 1/5. При превращении вина в уксус азот остается неактивным, только кислород входит в соединение со спиртом. Иными словами, превращение вина в уксус является результатом окисления. Это—горение без пламени, или, по общепринятому выражению, медленное горение. Я покажу вам несколько простых опытов, всецело поясняющих предыдущие утверждения. В этот стеклянный баллон емкостью в 2 л я поместил вино в условиях, подходящих для превращения его в уксус. Среди прочих мер предосторожности я обратил внимание на то, чтобы в баллоне осталось много воздуха, иначе говоря, чтобы вино занимало лишь небольшую часть общего объема. Я закупорил баллон хорошей пробкой и для большей уверенности в укупорке опрокинул баллон, погрузив пробку и шейку его в воду. Если то, что я утверждал, правильно, и вино закисло, вот что должно было произойти. Кислород воздуха, находившийся в этой посуде, соединился со спиртом вина, и в настоящий момент в баллоне вместо обыкновенного воздуха должен находиться только разреженный азот. Следовательно, если я раскупорю баллон в посуде, наполненной водой, то эта вода должна быстро войти в баллон. Я произвожу этот опыт, и вы видите, что вода действительно с силой входит в баллон. Метка, которую не трудно нанести, показала бы, что вода вошла в объеме, равном х/5 начального объема воздуха. Соберем газ, который остался в баллоне; мне нетрудно будет доказать: 1) что горящая спичка тухнет в нем, словно ее опустили и воду; *2) что птица в нем тотчас гибнет от удушья. Этот газ не что иное, как азот. VII Мы постигли химическую природу превращения вина в уксус. Это есть, как я уже говорил выше, явление окисления. Вы не будете поэтому удивлены, если, сравнивая состав спирта и кислоты, мы найдем, что уксусная кислота является веществом, более богатым кислородом, нежели спирт. Эти сопоставления, когда-то настолько трудные, что еще 60 лет назад их было бы почти невозможно осуществить, стали теперь, благодаря прогрессу аналитической химии, детской забавой. На 100 весовых частей спирт содержит: Углерода 52,18 Водорода 13,04 Кислорода 34,78 100,00 а уксусная кислота: Углерода 40,00 Водорода 6,67 Кислорода 53,33 100,00 Таким образом, уксусная кислота содержит больше 53% кислорода, в то время как спирт не содержит его и 35%. Однако уксусная 9*
132 ЛУИ ПАСТОР кислота не является единственным продуктом окисления спирта, Другими словами, нельзя представлять образование уксусной кислоты только как соединение спирта и кислорода, так как это преврап щение всегда сопровождается образованием некоторого количества воды. Химическая реакция полностью может быть выражена таким образом: 46 весовых частей спирта, соединившись с 32 частями кислорода, образуют 60 частей уксусной кислоты и 18 частей воды. Из этих цифровых данных следует, что вино, содержащее при температуре 15° 10 объемных процентов спирта (это равняется в весовых единицах 7,94 г в литре, так как при 15° литр чистого спирта весит 794 г), дало бы уксус, содержащий — «7,94=10,36 г уксусной кислоты. Таким образом, если расчет сделан в единицах объема, 10% спирта в вине соответствуют 10,36 весовым процентам уксусной кислоты. Это почти та же цифра. Благодаря этому совпадению, а также принятому обычаю выражать спирт в объемных процентах вина, а уксусную кислоту в весовых процентах, можно сказать, что один градус спирта должен дать один градус уксусной кислоты. Вино, которое содержит 6, 7, 8% спирта, должно дать уксус, содержащий соответственно 6, 7, 8% уксусной кислоты. В Орлеане хороший уксус должен в среднем содержать от 7 до 7,5% уксусной кислотьь Но не следует забывать общепринятое условное соглашение, дающее нам право пользоваться подобной терминологией. Слово градус, когда оно относится к количеству спирта, содержащемуся в вине, не имеет того же значения, что слово градус, употребленное для обозначения количества уксусной кислоты, содержащейся в уксусе. Для вина объемное содержание спирта определяется спиртомером Гей-Люссака, в уксусе же весовое количество уксусной кислоты определяется нормальным раствором щелочи. VIII Вернемся к объяснению факта превращения вина в уксус. Если ограничить наши познания изложенным выше, то покажется, что спирт, разбавленный водой и выставленный на воздух, должен дать уксусную кислоту. На самом деле ничего подобного не происходит. Вот чистая вода, разбавленная спиртом до степени обыкновенного вина. Она находится в незакрытом сосуде в соприкосновении с воз- духом. Пусть она стоит так целыми годами, и при этом может не образоваться даже следов уксуса. Какова же причина той значительной разницы, которую представляют в этом отношении натуральное вино и чистая вода, к которой прибавлен спирт? Почему в обоих этих случаях кислород воздуха не одинаково соединяется со спиртом? Это происходит потому, что в вине, как говорят, содержится нечто, что способствует соединению кислорода воздуха со спиртом. Вода же со спиртом, напротив, лишена этого посредника. Но что же это за вещество, которое имеет подрбное влияние? IX Здесь мы подходим к одному из самых любопытных цунктов нашего предмета, так как дело идет о самой сущности брожений, этих
ЛЕКЦИЯ О БИПНОМ УКСУСЕ 133 изумительных и таинственных химических явлений, достойных размышления как ученого, так и не специалиста. Общее название брожений дали тем внутренним движениям, которые самопроизвольно совершаются после смерти во всех организованных телах и вообще в каждой материи, которая некогда была частью живого существа. Напомним некоторые из этих замечательных явлений. Виноградный сок бурлит в чане благодаря выделению углекислого газа. Тесто поднимается и закисает, молоко свертывается, кровь загнивает, сложенная в кучи солома превращается в навоз, а листья и мертвые растения, зарытые в землю, превращаются в перегной... Характерной чертой всех этих химических действий является то, что они возникают самопроизвольно. Они являются делом сил природы и времени; не рука человека созидала их. Причина этого проста. Закон вселенной гласит, что все живущее должно исчезнуть. Необходимо, чтобы вещества, входящие в состав живых существ, после их смерти снова вернулись в землю и в атмосферу в виде минеральных или газообразных тел—таких, как водяные пары, углекислый газ, аммиак или азот,—тех простых и подвижных продуктов, которые движением воздуха могут быть перенесены с одного полюса на другой и у которых жизнь снова может черпать элементы своей вечности и непрерывности. Посредством брожения и медленного горения, главным образом, и осуществляется естественный закон разложения и возвращения в газообразное состояние всего, что некогда жило. Химический акт, являющийся предметом нашего собеседования, есть не что иное, как одно из явлений брожения и медленного сгорания. Это один из естественных, протекающих в определенных условиях, этапов разрушения и перехода в газообразное состояние сахаристых веществ, так широко распространенных в растениях. Действительно, сахар винограда бродит и его элементы в новой форме образуют вино. В свою очередь, вино, предоставленное самому себе, переходит в уксус, и вы сейчас станете свидетелями того, как уксус, оставленный в соприкосновении с воздухом, превратится в воду и углекислоту. На этом дело смерти и следующего за ней разрушения для сахаристого вещества закончено. Его основные элементы—углерод, водород и кислород—приняли такую форму, в которой они готовы вступить в новый круг жизни. X Какова же возможная причина всех этих естественных явлений брожения, гниения и медленного горения? В конце прошлого столетия итальянский химик, по имени Фаб- рони, высказал мнение, подкрепленное многочисленными наблюдениями, что брожение вина—одно из наиболее замечательных брожений—связано с наличием вещества растительного происхождения. Свойства этого вещества приближают его к веществам животного происхождения, как альбумин яичного белка и фибрин наших мускулов. Он отождествлял это вещество с клейковиной муки и назвал его растительно-животным элементом. Таков этот фермент. По мнению Фаброни, наличием больших или мень-
134 ЛУИ ПАСТЕР ших количеств в винограде этого фермента вызывается брожение сусла и превращение его в вино*. Теория Фаброни была распространена современными химиками » на все брожения. Утверждали, что белковые вещества, пришедшие в соприкосновение с воздухом, претерпевают постепенно различные изменения и в своих разнообразных превращениях образуют ферменты различной природы. Брожения оказывались результатом полученного извне движения. XI Так как превращение в уксус входит в круг естественных явлений, обладающих главными чертами брожения, то с давних времен ^его старались подвести под теорию, созданную работами Фаброни. Считалось, что если чистая вода со спиртом при доступе воздуха не может превращаться в уксус, как вино, то это происходит потому, что вино содержит растительно-животный элемент—одну из форм белкового вещества, которая при доступе воздуха превращается в фермент уксуснокислого брожения. Любопытный опыт, вроде тех, которые Фаброни ставил для спиртового брожения, казалось, подтверждает это воззрение. Действительно, прибавьте к совершенно неспособной к превращению в уксус смеси воды и спирта либо немножко муки, либо крови, либо мясного сока, либо, наконец, минимальное количество какого-нибудь растительного сока, и вы увидите, что уксуснокислое брожение возникает в обязательном, так сказать, порядке. XII Теория Фаброни в том виде, как ее изложил этот химик, или в более современном толковании, которое ей дали в наше время, во многих отношениях страдает неточностью. В основном вопросе исследователи оказались жертвой заблуждения. Без сомнения, вино, когда оно скисает, содержит посредствующее вещество, роль которого состоит в фиксации кислорода воздуха, потому что никогда чистый спирт при любом разведении в чистой воде не может превратиться в уксус. Но этот обязательный посредник ни в коем случае не является мертвым белковым веществом. Это—растение, самое маленькое и самое простое из существующих в мире. Ботаник Персоон (согласно Кютцингу) в 1822 году назвал его Mycoderma aceti. Оно было известно раньше под общераспространенным названием уксусный цвет. Я даю на этом экране изображение этого гриба, увеличенное при помощи микроскопа, который освещен электричеством (фиг. 10). Вы видите, что он состоит из более или менее перетянутых, более или менее коротких члеников, иногда имеющих вид зернышек. Их диаметр обычно не достигает 0,0015 мм; они соединены между собой почти невидимым слизистым веществом. Я не знаю ни одного хорошо изученного случая, при котором вино превратилось бы в уксус без присутствия микодермы. Часто она хорошо видна, как в сосудах, находящихся перед вами, в которых * Fabroni (A.)·—De l'art de faire le vin, avec tableaux et 13 figures. Traduit de l'italien par F.-R. Baud. Paris, an X.
ЛЕКЦИЯ О ВИННОМ УКСУСЕ 135 я вызвал весьма активное скисание вина. Иногда же она представляет собой легкую, почти незаметную пленку на поверхности вина. Последнее обычно имеет место в тех случаях, когда вино медленно только закисает в вертикально стоящей, хорошо закупоренной бутылке. Вино тогда закисает очень медленно, так как доступ воздуха возможен, если пробка закрыта не плотно или через ее поры; переход вина в уксус в этом случае замедляется и осуществляется с трудом. Часто в этих случаях микодерма размножается с большим Фиг. 10. трудом и едва видна, но все же она никогда не отсутствует. Вылейте немного жидкости из бутылки, и вы легко обнаружите на стенках горлышка небольшое сероватое кольцо жирного наощупь вещества, которое под микроскопом вы легко признаете за Mycoderma aceti. Итак, я повторяю, этот маленький грибок всегда находится на поверхности вина, превращающегося в уксус. Но тот ли это посредник, которого мы только что искали и который обладает способностью соединять кислород воздуха со спиртом? Не является ли его присутствие в вине, в условиях превращения вина в уксус, простым совпадением? Ведь известно, что всегда, когда настой органического вещества оставляется в соприкосновении с воздухом, он покрывается тайнобрачными растениями или кишит массой микроскопических животных. Не является ли уксус своеобразным органическим настоем? Таково, действительно, было общее мнение, тем более правдоподобное, что уксус также является убежищем для массы маленьких животных, известных под названием уксусных угриц. Я подчеркиваю эти детали, чтобы вы могли представить себе всю неуверенность, все сомнения, которые может вызывать примене-
136 ЛУИ ПАСТЕ Ρ ние экспериментального метода, метода, тем не менее, очень точного, когда он строго применяется, метода, которому современная наука обязана своими изумительными успехами. Опасность таится всегда в неточном толковании фактов. Наиболее искусные спотыкаются здесь на каждом шагу. Искусство здесь состоит в том, чтобы поставить решающие опыты, не оставляющие места для фантазии исследователя. В начале экспериментального исследования на какую-либо определенную тему воображение должно окрылять мысль. В момент завершения и толкования данных, собранных при посредстве наблюдения, воображение, наоборот, должно подчиниться фактическим результатам опыта. XIII Перейдем теперь к этим решающим доказательствам в вопросе об ошибочности старой теории брожения в приложении ее к уксуснокислому брожению и в вопросе о подлинном значении Mycoderma aceti. Я поместил в эту герметически закрытую склянку вино и воздух, но при этом я принял одну предосторожность: я нагрел вино и нагрел воздух. Я не стану останавливаться на деталях методики, не представляющих большого интереса. Наблюдение показало, что никогда в этих условиях вино не превращается в уксус. Я не вижу больше возможности поддерживать в данном случае теорию белкового вещества—фермента. Можно, правда, возразить, что при нагревании вина изменили и испортили белковое вещество вина и что именно это препятствует ему действовать в качестве фермента и обусловить присоединение кислорода воздуха к спирту. Это возражение опровергается следующим опытом. Откройте склянку, дайте свободный доступ обыкновенному воздуху к прогретому вину, и его превращение в уксус осуществится. Вот факты еще более убедительные. Мы говорили, что чистая вода со спиртом никогда не превращается в уксус, если не прибавить к ней белкового вещества. Но я нашел, что можно обойтись совсем без белкового вещества, замениб его кристаллическими солями: щелочными и щелочно-земельными фосфатами, к которым прибавляют фосфорнокислый аммоний. В этих условиях, хоть и с трудом, микодерма все-таки может развиваться, и спирт переходит в уксусную кислоту, особенно если жидкость подкислена чистой уксусной кислотой. Что же представляют собой белковые вещества вина? Очевидно, это не ферменты, но они должны, согласно данным предыдущего опыта, служить для последних питательным веществом, и они на самом деле являются таковым для фермента Mycoderma aceti, а именно его азотистым питанием. XIV Мы теперь вполне уяснили себе все условия превращения вина в уксус. Все трудности, которые нас останавливали на нашем пути, теперь могут быть чрезвычайно» легко объяснены. 1. В этом сосуде, где находится предварительно нагретое вино и воздух, также подвергнувшийся действию высокой температуры,
ЛЕКЦИЯ О ВИННОМ УКСУСЕ 137 вино никогда не закисает! Это потому, что повышением температуры были убиты как те зародыши Mycoderma acetic которые могли содержаться в вине, так и те, которые могли "находиться взвешенными в воздухе. 2. В этом сосуде, где находится прогретое вино, но оставленное при свободном доступе воздуха, вино может закиснуть. Это потому, что если даже зародыши Mycoderma aceti, находившиеся в самом вине, убиты, то ничто не мешает зародышам, взвешенным в воздухе, упасть в вино и там прорасти. 3. Чистый спирт, разведенный в воде, не превращается в уксус, несмотря на то, что взвешенные в воздухе зародыши могут в него попасть или что жидкость может их набрать при соприкосновении с пылью склянок. Это происходит потому, что эти зародыши неспособны размножаться, не имея в своем распоряжении подходящих питательных веществ. 4. Лежащая бутылка, полная вина, не превращается в уксус. Это происходит потому, что Mycoderma aceti не может размножаться. Воздух, конечно, может проникнуть через поры пробки. Но вино, как белое, так и красное, всегда содержит окисляющиеся элементы,, красящие или красящиеся вещества, мало-помалу захватывающие • кислород и ничего не оставляющие на долю зародышей микодермы, которые могут находиться в вине и, действительно, в большинстве случаев в нем находятся. Когда бутылка стоит, условия окисления совершенно другие. Зародыши, находящиеся на поверхности, окружены воздухом. ВТОРАЯ ЧАСТЬ XV Я перехожу теперь к практической части моей темы. То, что мы только что изложили, сводится к нескольким очень простым положениям. Образованию уксуса всегда, без всякого исключения, предшествует развитие на поверхности вина маленького растения, состоящего из отдельных очень маленьких члеников. Скопление этих члеников дает начало либо тонкой, иногда едва заметной, пленке, либо же пленке более или менее плотной, кожистой, морщинистой и жирной наощупь, потому что растению в его развитии сопутствуют различные жировые вещества. Это тайнобрачное растение обладает особым свойством абсорбировать, конденсировать значительные количества кислорода и вызывать его соединение со спиртом, что превращает это вещество в уксусную кислоту. У этого маленького растеньица не меньше потребностей, нежели у больших растений. Для существования ему необходимы соответствующие питательные вещества. Вино дает ему их в изобилии. Оно себя чувствует хорошо, если позволено так выразиться, в теплом климате. Поэтому для того, чтобы его выращивать в наших странах, т. е. странах с умеренным климатом, его следует помещать, особенно зимой, в искусственно отапливаемые помещения. Вино, как я уже напоминал, содержит все необходимые для жизни микодермы элементы: азотистые вещества, фосфорнокислый
138 ЛУИ ПАСТЕ Ρ магний и фосфорнокислый калий. Но как ни благоприятна эта ореда, она стала бы еще лучше, если бы она была подкислена уксусной кислотой, так как это растение предпочитает поверхность жидкостей, из которых выделяются пары уксусной кислоты. Надо вам знать, что оно имеет врага, свою сорную траву, Mycoderma vini, так называемый винный цвет, увеличенное изображение которого я даю вам на этом рисунке (фиг. 11). Эти почкующиеся клетки лучше всего размножаются на вине (в его естественном состоянии). Это среда, кото- Фиг. 11. рая для них больше всего подходит. Наоборот, на жидкостях, подкисленных уксусной кислотой, они не могли бы произрастать. Если это так, что же может быть проще изготовления винного уксуса, того уксуса, который по справедливости составил славу орлеанской промышленности? Возьмите вино и, смешав его с готовым уксусом, посейте на поверхность рабочее растение вашего производства. С этой целью досаа- точно, как я это делаю на ваших глазах, взять немного налета пленки микодермы с поверхности жидкости, покрытой этим налетом, и перенести его при помощи деревянного шпателя, на котором его собирают, на поверхность новой жидкости, которую хотят превратить в уксус. Содержащиеся в микодерме жировые вещества препятствуют ее смачиванию, и она расстилается по поверхности, не падая на дно. Если мы будем ставить опыты летом или зимой в нагретой до 15—20° С комнате, то уже через 24 или, самое большее, через 48 часов микодерма покроет всю поверхность жидкости. Так легко и быстро она развивается. В несколько дней все вино превратится в уксус. Величина поверхности жидкости не имеет значения. То, что происходит
ЛЕКЦИЯ О ВИННОМ УКСУСЕ 139 да одном месте, происходит и на соседнем. Я могу покрыть пленкой Mycoderma aceti в течение 48 часов поверхность величиной в этот зал. XVI Но где найти в первый раз микодерму для засева, если поблизости нет уксусного завода? Нет ничего проще. Mycoderma aceti является одним из тех маленьких существ, зарождение которых считают самопроизвольным, которые сами по себе образуются на поверхности жидкостей, пригодных для их развития. В вине, в уксусе, взвешенные в воздухе, повсюду существуют зародыши этого маленького растения. Итак, если вы хотите в первый раз получить микодерму, вам достаточно поставить в теплое место смесь вина и уксуса. По истечении нескольких дней вы увидите, что здесь и там появились маленькие серые пятна, рассеивающие свет, вместо того, чтобы отражать его, как соседняя жидкость. Эти пятна быстро и постепенно распространяются. Это Mycoderma aceti, появившаяся самопроизвол ь- н о, благодаря зародышам, которые находились в вине, в прибавленном к нему уксусе или же осели из воздуха. Так земля на полях покрывается различными травами благодаря семенам, рассеянным по земле или принесенным ветром и животными. Даже в отношении последнего обстоятельства такое сравнение может быть проведено, потому что поразительно часто сразу после того, как вы поставите в теплое помещение вино с уксусом, замечается появление маленьких красноватых мушек, обычных обитательниц уксусных заводов и всех тех мест, где закисают растительные вещества. Они также на своих лапках и хоботках могут занести зародыши микодермы с соседних заводов. XVII Нет ничего более простого, нежели организация уксусного завода по орлеанскому способу. В основном он состоит из рядов поставленных одна на другую бочек, имеющих в своем переднем вертикальном дне одно круглое отверстие, диаметром в несколько сантиметров, и одно соседнее, меньшее, служащее для входа и выхода воздуха, когда большее отверстие закупорено воронкой, при помощи которой наливается вино, или сифоном, который служит для сцеживания уксуса. Бочки емкостью в 230 л налиты до половины. Работа персонала состоит в том, чтобы поддерживать в помещении подходящую температуру и приблизительно раз в восемь дней сцеживать от 8 до 10 л уксуса, заменяя его 8—10 л вина. Пуск в ход гнезда, т. е. новой бочки, занимает всегда много времени. Вот краткое изложение требующейся для этого работы. Прежде всего в бочку вливают 100 л очень хорошего, совершенно прозрачного уксуса, потом 2 л вина. Через восемь дней снова прибавляют 3 л вина, еще через 8 дней около 4—5 л и так далее до тех пор, пока бочка не будет содержать 180—200 л. Тогда в первый раз сцеживают уксус, доводя объем жидкости в бочке приблизительно до 100 л. С этого момента гнездо начинает работать, и каждые 8 дней можно сцеживать 10 л уксуса и приливать 10 л вина. Это максимальная производительность бочки за 8 дней. Часто случается, что бочки работают плохо, и приходится снижать их производительность.
140 ЛУИ ПАСТЕР Итак, не раньше чем через 2—3 месяца вновь пущенная бочка- гнездо начинает хорошо работать.λ Другими словами, требуется столько же времени, чтобы новое уксусное производство начало поставлять уксус для торговли. XVIII Когда, несколько лет тому назад, я изучал уксуснокислое брожение' и сообщил изложенные выше результаты некоторым фабрикантам уксуса г. Орлеана, господа Бретон-Лорион сумели с большим пониманием использовать эти новые сведения. Их фирма построила новый специальный завод, уже дающий 12—15 гл уксуса в день, использующий самый ограниченный материал и работающий, по крайней мере, в пять раз скорее, чем при прежних методах работы. Иными словами, при равных условиях за одно и то же время они получали 50 л уксуса там, где орлеанский способ давал лишь 10. Выставка господ Бретон-Лорион в этом году на Марсовом поле была замечательна. Может быть, она не была достаточно отмечена жюри. Ибо выставки особенно должны вознаграждать промышленников, которые показали себя достаточно дальновидными, чтобы с успехом вводить в промышленность достижения науки. XIX Мое изложение во многих отношениях было бы неполным, если бы я не коснулся здесь более подробно того, что может быть названо болезнями уксуса и уксусного производства. Однажды Бретон-Лорион привез мне в Париж бутылку, наполненную студнеобразной массой, образование которой сильно мешало работе всего его уксусного завода и причины появления которой, как и способов борьбы с ней, он не знал. — Вино, которое вы теперь употребляете,—сказал я г. Брето- ну,—является случайной причиной болезни на вашем заводе. Это вино должно быть мутным, оно начало превращаться в уксус еще у продавца. Я убежден, что оно наполнено члениками Mycoderma aceti. Я покажу вам их под микроскопом. Выпаривая в фарфоровой чашке несколько кубических сантиметров вина, вы к концу выпаривания почувствуете ясный и резкий запах уксусной кислоты. Все это было тут же проверено и подтверждено. Я, действительно, убедился, что слизистые и пленчатые массы, о которых я говорю, являются одной из стадий развития Mycoderma aceti, особенно в тех случаях, когда она погружена в жидкость. Авторы, писавшие об уксусе, утверждают, что такие студнеобразные массы можно найти на дне каждой бочки на заводах Орлеана и что они-то и являются настоящими уксусными гнездами. В действительности же они здесь неизвестны. Их присутствие являетсяг как вы только что слышали, верным признаком больших непорядков в работе уксусного завода. Легко получить такие студнеобразные вещества, засевая микодерму во всю массу жидкости и препятствуя ей развиваться в виде пленки на поверхности. Я сейчас сообщу простое средство предупреждения этой болезни^
ЛЕКЦИЯ О ВИННОМ УКСУСЕ 141 XX Часто случается, что в сосудах, служащих для хранения уксуса на фабриках, в домашнем хозяйстве или в бакалейных лавках, уксус мутнеет и делается очень слабым. Дело кончается даже его полным загниванием, если не найти во-время средства против этого зла. Легко разобраться в этой порче уксуса. Причина, вызывающая ее, заслуживает внимания, так как она является следствием такого же медленного горения, как то, которое превращает вино в уксус. Может быть, когда я вам показывал, что превращение вина в уксус всегда является следствием присутствия самопроизвольно появившейся или предварительно засеянной пленки Mycoderma acetic у вас уже^ возник следующий вопрос. Естественно спросить себя, что делается с этим грибом, когда превращение вина в уксус закончено, иначе говоря, когда весь спирт превратился в уксусную кислоту. Чаще всего глубокое изменение обнаруживается в строении микодермы; нередко она падает на дно сосуда, но потом вскоре, хотя и с трудом, образуется вновь. Как она действует в этих новых условиях? Не перестает ли она функционировать, как возбудитель окисления? Мои опыты показали, что окислительная способность микодермы далеко не уничтожена, но что действие ее проявляется тогда на самой уксусной кислоте, которая сгорает, точно ее бросили в огонь, так как она превращается нацело в воду и углекислоту. Не сохраняются также эфирные и ароматические вещества, составляющие букет винного уксуса. Они исчезают даже в первую очередь, и так как среди них имеются вещества, довольно сильно действующие на слизистые оболочки, то нас поражает кажущаяся слабость уксуса, когда мы его нюхаем после начала этого сгорания, совершающегося в отсутствие спирта. · Таким образом, нельзя предоставлять самим себе, оставлять без присмотра чаны, в которых превращение вина в уксус уже закончено. Работа требует в этом отношении тщательного наблюдения, если хотят сохранить аромат и силу уксуса. Я ставлю здесь перед вами сосуд, в котором в течение нескольких дней совершается любопытный процесс сжигания уксуса образовавшей его микодермой. Много раз во время моих опытов я доводил процесс до полного исчезновения уксусной кислоты; тогда начиналось гниение. До тех пор, пока в уксусе сохраняются заметные количества уксусной кислоты, уксус предохранен от нашествия микроскопических животных, вызывающих гниение. Как только кислотность исчезла почти нацело, он ведет себя, как всякий нейтральный или слабощелочной органический настой. Случаев ненормального брожения, о которых я выше говорил, можно избежать внимательным наблюдением и регулярным определением содержания спирта в употребляемом вине и количества уксуса в получаемом уксусе. Этим можно руководствоваться для распознавания сроков процесса. Эти случаи особенно вредны для торговли, если они имеют место в сосудах для хранения уксуса. Но чрезвычайно легко—я вернусь еще к вопросу о столь желательных усовершенствованиях—предотвратить сгорание уксуса и в кладовых, где его хранят, и в бакалейных лавках, и в домашнем хозяйстве.
142 ЛУИ ПАСТЕР XXI Третья болезнь, еще более гибельная для уксусных заводов вследствие ее эндемичности, зависит от присутствия у г ρ и ц. Исследование этих маленьких существ под микроскопом весьма любопытно, потому что тела их прозрачны и в них легко различимы все внутренние органы. Не имея возможности показать их в обыкновенном микроскопе каждому из моих слушателей, я на экране покажу вам их увеличенное изображение. Эти угрицы размножаются с необыкновенной быстротой. Нет ни одной бочки на уксусных заводах Орлеана, которая не содержала бы их в ужасающем количестве. Их природа была настолька неизвестна, что их считали необходимыми для производства. На деле же они являются опасным и постоянным врагом, и надо стараться избавиться от них как можно скорее. Эти старания вызываются к тому же тем отвращением, которое внушает употребление жидкости, загрязненной присутствием таких животных, особенно после того, как рассмотришь каплю ее под микроскопом. Что касается чвреда, который эти маленькие существа приносят уксусной промышленности, мне достаточно будет, чтобы дать вам о нем представление, показать, что угрицы не могут жить без~доступа атмосферного воздуха. Я разделил на две равные части уксус, полный угриц. Одна из них находилась в бутылке, которую я целиком наполнил жидкостью и затем закупорил; другая—находилась в такой же бутылке, но открытой. Это сравнительное испытание было начато пять дней назад, и вот его результат. В закрытом и полном сосуде все угрицы погибли. Наоборот, они продолжают хорошо себя чувствовать в другом сосуде, где распределились не по всей толще жидкости, а только у ее поверхности. Здесь только они могут свободно дышать. Сопоставьте эти наблюдения о необходимости свободного кислорода для жизни угриц и вытекающей отсюда необходимости их пребывания в верхних слоях жидкостей (в которых они живут) с другим, не менее доказанным фактом, что уксус образуется под действием поверхностной пленки микодермы, и вы сразу же поймете, что угрицы и микодерма доляшы беспрерывно мешать друг другу в заводских бочках, так как оба эти живые существа крайне нуждаются в одном и том же питательном веществе и живут в одном и том же месте. Поэтому, когда по той или иной причине пленка микодермы в сосуде совсем не образовалась, или образование ее задержалось, угрицы наводняют все верхние слои жидкости и поглощают кислород, не оставляя ничего растению, зародыши которого поэтому развиваются с огромным трудом. С другой стороны, когда превращение вина в уксус уже началось, когда микодерма взяла верх, она успешно вытесняет угриц, оттесняя их к самой стенке, где они образуют вскоре белесоватый, легко подвижный и шевелящийся венчик. Под лупой это представляет, чрезвычайно интересное зрелище. В этом положении их враг—микодерма—не может принести им так много вреда. У них есть воздух, но, конечно, они чувствуют себя не совсем хорошо и с нетерпением ожидают момента, когда смогут занять свое место в жидкости и вытеснить в свою очередь микодерму.
ЛЕКЦИЯ О ВИННОМ УКСУСЕ 143 Я не вижу действительных средств для уничтожения угрйц в бочках уксусных заводов Орлеана. Закрывать отверстия бочек в течение достаточного времени, применять сернистый газ в момент активной работы микодермы, когда большие массы угриц вытесняются из жидкости на стенки бочек, в некоторой мере полезно. Но все эти средства далеко не радикальны. К счастью, применяя, как я говорил, для работы чаны, которые по необходимости очищаются очень часто, весьма легко предохранить свое производство от этих маленьких животных. У них никогда нехватит времени размножиться настолько, чтобы стать вредными. При хорошо поставленной работе они даже не появятся. Это настолько верно, что в том году, когда я изучал вопросы уксуснокислого брожения, я ни разу не видел появления угриц в моих чанах, больших или маленьких, и в тот день, когда я захотел исследовать, какова могла быть их действительная роль в производстве, я принужден был просить одного из владельцев уксусного завода вашего города прислать мне уксус, содержащий угриц. С этого момента я их имел, сколько хотел,—так легко они размножаются. XXII Из наблюдений, которые я привел относительно порчи уксуса и случайных трудностей при работе на заводах, следует, что микодерма и угрицы являются естественным источником этих недостатков. Именно, когда вино или уксус содержат во взвешенном состоянии много активных зародышей Mycoderma aceti, замечается появление студнеобразных веществ, мешающих производству. Членики Mycoderma acetic попадая в продажный уксус (это наблюдается, главным образом, когда последний слаб и плохо осветлен) и размножаясь внутри него или на поверхности, разрушают уксус, вызывая сгорание главного его элемента—уксусной кислоты. Наконец, угрицы не только мешают работе уксусного завода, но вызывают, кроме того, отвращение при потреблении этого продукта. Обратимся на минуту к результатам исследований о болезнях вина, которые я опубликовал в прошлом году, и мы признаем, что причины болезней вина и уксуса очень сходны между собой, так как я'показал, что главные болезни вина также вызываются развитием организованных живых существ растительной природы. Вот бургундское вино, которое стало очень горьким. Горечь— обычная болезнь лучших вин этого богатого края. Она встречается настолько часто, что один из владельцев некоторых наиболее ценных виноградников этого края, Верньет-Ламош, желая ободрить меня в моих исканиях, писал мне в 1864 году: «Если вам удастся предупреждать горечь вина наших лучших марок, вы дадите Франции миллионы». Мне это, действительно, удалось, и самым простым способом. Вы сейчас станете этому свидетелями. Но прежде всего установим зло и его причину. Я вылью в этот графин бутылку горького вина. Вы увидите совершенно мутное вино, потерявшее отчасти свою первоначальную окраску. Плавающий осадок, ранее осевший на дно бутылки, а теперь распространившийся по всей массе вина, придает ему эту опалесценцию. На вкус оно оказывается неприятно кислым и горьким. Возьмем каплю этого вина и при помощи нашего электри-
144 ЛУИ ПАСТЕР ческого микроскопа дадим ее увеличенное изображение на этом экране. Вы видите, что это вино наполнено маленькими членистыми нитями. Таково строение тайнобрачного растения, которое по мере своего развития производит горечь вина. Исследования причин других болезней вина дали бы нам результаты того же порядка. Недостаток времени лишает меня возможности представить вам в этой беседе соответствующие доказательства. Я отсылаю лиц, интересующихся этим предметом, к моим «Исследованиям о вине»*. XXIII Как предотвратить все эти болезни уксуса и вина? Самым простым способом. Я нашел, что все растительные организмы, которые хорошо себя чувствуют в вине и уксусе, а т§кже и угрицы этого последнего, погибают при температуре, самое большее, 55°. Доведите всю массу вина до этой температуры и, благодаря одному этому обстоятельству, оно сможет сохраняться без дальнейших изменений, хотя бы оно подвергалось действию этой температуры всего в течение нескольких секунд. Когда дело касается вина, такого нагревания вполне достаточно, чтобы убить и зародыши тайнобрачных растений, являющиеся источником болезней этого напитка. То, что я говорю о вине, приложимо и к уксусу. Угрицы погибают, а членики Mycoderma aceti теряют способность размножаться. Я показывал вам только что бутылку вина «Pomard», ставшего очень горьким и почти негодным для питья. Чтобы испытать действие высокой температуры на это вино, я нагрел до 55° несколько бутылок этого вина. Вот одна из них. Я выливаю ее содержимое в графин, и вы видите, что вино сохранило свой цвет и прозрачность. Кроме того, оно не имеет ни малейшей горечи при дегустации. Вы имеете здесь новое подтверждение той истины, что когда надо найти средство против какого-либо зла, одним из первых условий успеха является обычно установление действительной причины этого зла**. XXIV Нет ничего более легкого, чем предварительное нагревание бутылок на водяной бане. Но как практически дешево и удобно осуществить прогревание больших количеств вина? От разрешения этого вопроса в большой мере зависит применение прогревания для консервирования простых сортов вина. Я с удовлетворением -отмечаю, что эта проблема была разрешена промышленностью в течение этого года несколькими различными путями. В Безье господа Жире и Винас прогрели уже около 10 000— * Pasteu г.—Études sur le vin. Ses maladies, causes qui les provoquent. Procédés nouveaux pour le conserver et pour le vieillir. Paris, 1866. ** Это тем более правильно в отношении интересующего нас вопроса, что Аппер когда-то уже высказал надежду, что его способ консервирования может улучшать вино, а еще раньше Шееле применил этот же способ к уксусу. Но промышленность не обратила никакого внимания на этот способ предварительного прогревания.
ЛЕКЦИЯ О ВИННОМ УКСУСЕ 145 15 000 гл вина и собрали ряд правильных наблюдений о больших преимуществах предварительного прогревания, особенно в применении к винам юга; в Нарбонне аппараты Райналя также послужили для нагревания нескольких тысяч гектолитров вина. Я мог бы перечислить много других негоциантов и владельцев виноградников Франции, Испании, Австрии и даже Соединенных штатов. Но я имел неожиданное счастье встретить недавно и совершенно случайно в вашем городе весьма просвещенного торговца вином, Луи Росиньоля, который со своей стороны изобрел наиболее дешевую и простую установку. Я был бы поражен, если бы эта установка не была принята большинством негоциантов и владельцев виноградников. Аппарат Росиньоля, стоимостью 140 франков, нагревает 6 гл в час, расходуя в среднем 10—12 сантимов на гектолитр. Его легко было бы построить и в значительно большем масштабе. Так как вы сможете, когда захотите, убедиться в преимуществах этого аппарата, потому что Росиньоль не делает из него тайны и не берет патента, я вам его опишу во всех подробностях. Я уже убедил нескольких лиц принять эту установку, которой они удовлетворены теперь не меньше, чем сам Росиньоль. XXV Аппарат (фиг. 12) в основном состоит из бочки, одно из доньев которой снято и заменено медным котлом &, вылуженным снаружи чистым оловом. Этот котел в виде открытой в своей верхней части h трубки тянется через всю бочку. Вино наливается в промежуток между стенками и котлом; последний наполнен водой и нагревается кирпичной печью, образующей круговое пламя. Вода никогда не доводится до кипения; температура ее почти равна температуре вина и определяется термометром ί. Нет надобности опоражнивать котел или вновь его наливать; все время служит одна и та же вода. Лучше всего, если трубка h наполнена на половину или на три четверти своей высоты в то время, когда вода достигает наиболее высокой температуры. Кран, помещенный в нижней части бочки, позволяет сцеживать теплое вино и наполнять им боченки. Для этого к крану присоединяют толстую резиновую трубку, как показано на фиг. 13. Как только бочка опорожнена, ее вновь наполняют, чтобы использовать тепло печи и воды в котле, приобретенное при предшествующей операции. Когда надо на время прекратить нагревание, лучше наполнять аппарат вином. Если перерыв между двумя операциями должен длиться очень долго, например, год, предпочтительнее наполнять аппарат водой и прогреть ее вначале для того, чтобы избежать ее последующей порчи. Установка, принятая Росиньолем для такого соединения дна бочки с котлом, чтобы аппарат оставался непроницаем, достаточно надежна и удобна. Плоский луженый круг из меди ρ (фиг. 12) припаян к котлу так, что края его выдаются за края котла. Он заключен между двумя другими кругами, из которых один (s) сделан из достаточно толстого железа, другой же (г) каучуковый, толщиной около Л. Пастер 10
146 ЛУИ ПАСТЕР фиг 12 котла, которая находится в печи; каучук тогда меньше нагревался бы. Впрочем, опыты показывают, что он может сохраняться очень долго. Росиньоль не наливает до нагревания бочку доверху, так как вино от повышения температуры расширяется. Вследствие этого вино соприкасается с некоторым объемом воздуха. Я уже объяснил в своих «Исследованиях о вине», что контакта с воздухом следует избегать, если не хотят, чтобы вкус и цвет вина изменились вследствие быстрого окисления, которое вызывает искусственное старение вина. Можно показать, что следует опасаться старения такого рода. Вообще предпочтительно его избегать, тем более что оно сопровождается появлением уваренного вкуса. Этого никогда не случается, * Вместо того, чтобы вгонять в дерево круг, несущий угольники с болтами, было бы желательно соединить его несколькими железными полосами с кругом, который находится над средней выпуклой частью бочки. Можно было бы также придать бочке несколько коническую форму чана. Это увеличивало бы поверхность нагрева верхних стенок котла. В этом случае при сжимании болтов давление, испытываемое кругом, несущим угольники, не имело бы другого результата, кроме более сильного соединения клепок, причем, благодаря сжатию каучукового круга, производилась бы герметическая закупорка.
ЛЕКЦИЯ О ВИННОМ УКСУСЕ 147 если вино очень короткое время нагревается в отсутствие воздуха. Нагревание в таких условиях делает вино устойчивым, не изменяя при этом его цвета, который становится лишь более ярким, и не изменяя его вкуса, который становится более мягким, так как жар удаляет более или менее значительные количества углекислоты, растворенной обычно в вине. Можно было бы наливать бочку доверху, если укрепить на ее верхнем дне стеклянную или жестяную трубку, посредством которой Фиг. 13. расширяющееся вино переводилось бы в соседний сосуд, как я это и изобразил. Есть еще и другое обстоятельство, из-за которого вино может подвергнуться быстрому окислению. Это бывает после переливания его в бочки. Я не хочу говорить о действии воздуха на вино в тот момент, когда оно вытекает из широкой резиновой трубки (фиг. 13). Быстрота, с которой бочки наполняются, уменьшает вред от соприкосновения вина с воздухом во время этой операции. Но после того как бочки наполнены теплым вином и хорошо долиты, в них вслед за охлаждением вина образуется естественная пустота, и в бочки через клепки и места их соединения проникает соответствующий объем воздуха. Кислород растворяется в вине и окисляет его. Ро- синьоль наполняет остывшие бочки заранее согретым вином. ю*
148 ЛУИ ПАСТЕР Если считают полезным избегать также действия этой новой порции воздуха, то легко соединить бочку, сразу после наполнения ее теплым вином, с сосудом, содержащим теплое или уже остуженное вино. Такое соединение удобно осуществляется при помощи резиновой трубки, надетой на маленькую металлическую трубку, которая проходит в отверстие около шпунта. После того как наполненная вином бочка остынет, затыкают отверстие обычным способом—маленькой деревянной пробкой. Наполненные таким образом бочки могут путешествовать, пере- «екать моря, объездить весь свет, и вино в них не подвергнется никакому заболеванию. По этому можно судить, какое значение, неизбежно, будет иметь этот простой и дешевый метод для винной торговли всех винодельческих стран. Другие, не менее важные преимущества могут присоединиться к только что упомянутым. Можно будет оставлять вино в бочках без сцеживания на какое угодно время. Кроме того, вино будет сохраняться в подвалах так же хорошо, если еще не лучше, нежели в погребах. Я убежден, что пользование погребами, иначе говоря, сохранение вина при низкой температуре, вызвано главным образом необходимостью избегать болезней вина. Пусть будут созданы услоБия для неопределенно долгого сохранения вина, и можно будет тогда обойтись без погребов. Я скажу то же о частых переливках и осветлении вина, необходимость которых, по моему мнению, вызывается легкостью, с которой вина портятся. Я твердо надеюсь, что применением предварительного нагревания можно будет радикально изменить все старые приемы виноделия. XXVI В том, что я говорил выше, я исходил из предположений, что вино, налитое в бочки еще теплым и остывшее в них, прямо из бочек разливается в бутылки или идет в потребление и что не приходится беспокоиться ни о переливках, ни об оклейке, ни об осадках, получающихся в результате медленного окисления. Речь идет, таким образом, о новом способе ухода за вином, неизвестном виноделам и торговцам. Этот способ даст такие вина, о которых мы на сей день не имеем еще никакого представления. Но будет вполне естественно, если вы меня спросите, можно ли обращаться с вином, подвергшимся прогреванию, обыкновенным способом, т. е. переливать его, оклеивать и т. д. Вот мой ответ на этот вопрос. Он вытекает из опытов, упомянутых в моих «Исследованиях о вине», показавших, что вино во время этих операций, совершающихся при доступе воздуха, может наполниться зародышами, которые его портят, а именно—зародышами Mycoderma aceti и Мусо- derma vini. Но такой эффект получается значительно реже, если вино подвергалось прогреванию. Это происходит потому, что зародыши, вызывающие порчу вина, живут, главным образом, именно в самом вине. Воздух содержит их относительно так мало, что предохранение вина от зародышей тайнобрачных растений, которые естествен до находятся в вине, имеет уже большое значение.
ЛЕКЦИЯ О ВИННОМ УКСУСЕ 149 Как бы то ни было, всегда предпочтительнее проводить вышеупомянутые операции и к у π а ж и (если их производят вообще) до прогревания вина. По этим же соображениям я рекомендовал не придавать работе нагревательных аппаратов характера непрерывности с охлаждением вина в этих же аппаратах. Расход топлива так мал, что это преимущество не может иметь значения. Наоборот, весьма полезно переливать еще теплое вино в бочки, в которых оно должно сохраняться или перевозиться. Его первоначальная теплота окажется более чем достаточной, чтобы уничтожить жизнеспособность всех зародышей бочек. В опыте, проведенном с только что описанным аппаратом, вино в бочке нагревательного аппарата имело температуру 60° С. После того, как вино было перелито в холодную бочку, температура его равнялась еще 58—59° С; таким образом, оно потеряло при переливании лишь 1—2° С*. XXVII Росиньоль прогрел в своем аппарате уже более 500 бочек белого и красного вина, преимущественно вин Орлеана, Шаренты и Жиронды (Saint-Emillon). Вина прекрасно сохраняются и легко осветляются. Нет более вин, испорченных турном, ожирением или скисанием. Самые простые вина, наиболее быстро мутящиеся и портящиеся, по словам Росиньоля, остаются прозрачными до последнего литра даже в тех случаях, когда торговцы опоражнивают бочку в течение пятнадцати дней или шести недель. XXVIII Не меньше преимуществ дает прогревание вин уксусных заводов. Любое вино, мутное или прозрачное, становится после прогревания более пригодным для уксусного завода, нежели натуральное вино. Наконец, если прогреть уже готовый уксус, то он становится устойчивым, потому что он освобождается от активных зародышей Mycoderma aceti и угриц. Его оклейка сильно облегчается; он приобретает цвет и прозрачность старого уксуса. Если опасаться слишком быстрого изнашивания аппарата Росиньоля, то можно посеребрить наружные стенки котла**. XXIX Все эти результаты, которые я имел честь изложить вам, представляются весьма обнадеживающими. Для людей, посвящающих себя научной работе, нет ничего более приятного, чем увеличивать число открытий, но они испытывают наибольшую радость, когда их наблюдения приносят непосредственную * Однако я был бы неправ, если бы настаивал на приспособлениях, которые еще недостаточно освещены опытом. Дело промышленности решить вопрос о том, надо ли вести прогревание в аппаратах непрерывно или с перерывами. ** Когда вино или уксус прогреты, они должны, прежде чем поступить в продажу, остыть в своих бочках. Нельзя ли было бы использовать их теплоту для обогревания уксусного завода?
150 ЛУИ ПАСТЕР практическую пользу. Разрешите же мне, заканчивая наше собеседование, публично поблагодарить ваших сограждан, гг. Бретон- Лорион и Росиньоля, доставивших мне удовлетворение увидеть здесь же, в Орлеане, применение результатов моих исследований о вине и уксусе. Я желаю лишь одного, а именно, чтобы в Орлеане и во всей Франции нашлись многочисленные их подражатели.
МЕМУАР ОБ УКСУСНОМ БРОЖЕНИИ* ПЕРВАЯ ЧАСТЬ (ИСТОРИЧЕСКАЯ) § 1. УКСУСНАЯ КИСЛОТА ОБРАЗУЕТСЯ БЛАГОДАРЯ ОКИСЛЕНИЮ СПИРТА КИСЛОРОДОМ ВОЗДУХА Вино, пиво, вообще все содержащие спирт жидкости, получающиеся в результате брожения, закисают, особенно летом, при доступе воздуха. Этот факт известен с очень давних времен. Какова природа этого явления, рассматриваемого с чисто химической точки зрения? Долгое время наука не могла с точностью ответить на этот вопрос. Было известно, что именно спирт переходит в уксусную кислоту. Было также известно, что воздух может способствовать этому превращению, но далеко не было известно, как он вступает в реакцию. В химическом словаре Маке, второе издание которого вышло в 1778 году, замечательном труде, к несчастью еще всецело погруженном в мрак теории флогистона 25, мы находим следующую фразу: «Бехер (Bêcher), в своей „Physica subterranea" (lib. I, sect. 5, cap. 2), настаивал вино, чтобы превратить его в уксус, в герметически закупоренной бутылке. Правда, превращение вина в уксус шло дольше, чем в обычных условиях, т. е. при содействии воздуха, но уксус зато оказывался значительно более крепким»**. Таким образом, в 1778 году один из самых искусных химиков допускал еще возможность превращения вина в очень крепкий уксус без доступа воздуха. Аббат Розье произвел опыт, доказывающий поглощение воздуха при уксуснокислом брожении. Он просверлил дыру в клепке бочки, в которой закисало вино; приделал к ней пузырь, снабженный трубкой с пробкой и предварительно наполненный воздухом. Пузырь, по его словам, делался дряблым, и каждый раз, когда воздух из него исчезал, вино становилось более кислым***. Но все же чтение статьи, где описывается этот опыт, показывает, что идеи аббата Розье были еще плохо обоснованы. * Annales scientifiques de l'École Normale supérieure, t. I, 1864, p. 113—158. ** M a с q u eг.—Dictionnaire de chimie. Paris (sec. éd.), 1778; 4 vol. in—8°, tome IV, p. 236 и 237. *** R ο ζ i e r.—Cours complet d'agriculture, ou Dictionnaire universel d'agriculture. Paris, 1781—1800, 10 vol. in—4°, tome 4, p. 525.
152 ЛУИ ПАСТЕР Лавуазье высказывается яснее. Дело идет уже не только о воздухе, а именно о кислороде. «Уксуснокислое брожение представляет собою не что иное, как окисление вина на открытом воздухе путем поглощения кислорода»*. Однако, так как состав уксуса и спирта ему неизвестен и он его только предугадывает, то, истолковывая несколько дальше опыт Шапталя, он считает, как мы увидим, что в осуществлении этого явления, кроме спирта и кислорода, принимает участие еще некоторое количество угольной кислоты. Таким образом, для самого Лавуазье и для других химиков, принимавших его идеи, не были еще разрешены все сомнения относительно существа этой химической реакции. В одном месте приложения к «Химической статике» Бертолле выражается следующим образом: «Согласно наблюдениям Розье, поглощенный во время уксуснокислого брожения кислород может, соединяясь с водородом, служить для разложения спиртовых соединений или я^е он непосредственно входит в состав уксусной кислоты. Но, судя по изменению вина, находящегося в соприкосновении с воздухом, он гораздо чаще производит первый эффект, нежели второй»**. Таким образом, Бертолле несколько усложнил это явление. Этот вопрос в то же время был еще более усложнен Соссюром в одной из глав его «Химических исследований растений», озаглавленной «Emploi du gaz oxygène dans l'acétification». Соссюр утверждал, что он наблюдал во время уксуснокислого брожения освобождение углекислоты, равной по объему поглощенному кислороду, и что поэтому кислотность вина зависит не от поглощения кислорода, а от извлечения углерода и его частичного выделения в виде угольной кислоты***. Есть еще одно обстоятельство, которого не следует упускать из виду и которое в ту эпоху и в последующие годы способствовало затемнению вопроса. Это—получение уксусной кислоты при явлениях брожения, но без применения спирта и без доступа воздуха. Например, в «Statique chimique» вслед за отрывком, который мы только что цитировали, Бертолле писал: «Между тем, образование уксусной кислоты не всегда вызвано этими причинами. Она образуется во время спиртового брожения сахара и дрожжей (Лавуазье), даже без сопри-' косновеяия с воздухом. Правда, это может зависеть тогда от крахмала, который всегда содержится в дрожжах. Это вопрос, который требует разъяснения»****. Затем, напомнив, что Пармантье, Дейе и Воклэн отметили высокое содержание уксусной кислоты в сточной воде крахмальных заводов, он высказывает предположение, что эта уксусная кислота не является продуктом окисления спирта. Он пытается проверить это предположение изучением брожения смеси клейковины и крахмала. Уксусная кислота, говорит он, образовалась очень скоро без признаков наличия спирта. Наконец, он высказывает следующее замечание: «Предыдущие наблюдения, кажется, доказывают, что пре- * * L a ν о i s i ,е г.—Traité élémentaire de chimie. Paris, 1793 (2 éd.), 2 vol. in—8°, tome I, p. 159. ** В e r t h о 1 1 e t.—Essai de statique chimique. Paris, 1803, 2 vol. in—8°, tome 2 (Appendice), p. 525. *** Saussure (Th. d e).—Recherches chimiques sur la végétation. Paris, an XII, p. 143—147. **** В e г t h о 1 1 e t.—Loc. cit., p. 525—526.
МЕМУАР ОБ УКСУСНОМ БРОЖЕНИИ 153 вращение в уксус зависит, главным образом, от действия клейковины или близкого к ней вещества на крахмал или аналогичное ему вещество, хотя в небольших количествах он может образоваться также при спиртовом брожении или при действии кислорода на вино». Образование молочной кислоты, которая в ту эпоху была еще неизвестна и которую легко смешивали с уксусной, еще увеличило, как заметил Дюма, трудность правильного понимания всех случаев истинного происхождения уксусной кислоты*. И только в 1821 и 1827 годах рассеялись все сомнения, касающиеся интересующей нас реакции. В 1821 году Эдмонд Дэви открыл платиновую чернь и ее замечательные свойства**. Нагревая сернокислую платину со спиртом, он получил черный осадок, который после высушивания обнаружил странную способность. Смоченный спиртом, он раскалялся докрасна и продолжал калиться до тех пор, пока оставался еще спирт. Во время этого сгорания спирт превращался в уксусную кислоту. «Это тот факт,—говорит Либих***,—которому мы обязаны появлением ценного сообщения о приготовлении и способе действия платиновой черни и который дал Деберейнеру ключ к теоретическому обоснованию превращения спирта в уксусную кислоту. Этот химик действительно показал, что спирт, поглощая кислород, дает воду и уксусную кислоту без выделения углекислоты****. Измеряя объем кислорода, поглощенного определенным количеством спирта, он смог доказать, что 1 атом спирта соединяется с 4 атомами кислорода26, так что, зная заранее состав уксусной кислоты, легко заключить, что должны образоваться 1 атом уксусной кислоты и 3 атома воды: С4Н1202 + 40 = С4Н603 + 3 Н20*****. § 2. НЕОБХОДИМОСТЬ ФЕРМЕНТА ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ СПИРТА Г> УКСУСНОКИСЛОМ БРОЖЕНИИ. ИДЕИ О ПРИРОДЕ ЭТОГО ФЕРМЕНТА Не менее интересно проследить историческое развитие представлений, касающихся вероятной причины образования уксуса. Уже давно известно, что чистый спирт при доступе воздуха не может дать уксуса, что водка, например, не превращается в уксус, каково бы ни было в ней содержание спирта. «Образование уксуса,—говорит Берцелиус,—может происходить только при содействии фермента. Поэтому хорошие вина не скисают (весь фермент в них оседает), в то время как плохие вина * Dumas.—Traité de chimie appliquée aux arts, Paris, 1826—1848, VI, p. 339. ** D a ν y (Edmun d).—On some combinations of platinum.—Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 1820 (Part I), p. 108—125 [Работа Дэви была опубликована не в 1821, а в 1820 г. В 1821 г. появился перевод этой работы в Journal fur Chemie u. Physik, 31, 1821, p. 340]. ***Liebi g.—Sur le précipité noir de platine de M. Edmund Davy et sur la propriété de l'éponge de platine d'enflammer l'hydrogène. Annales de chimie et de physique, 2 sér. 42, 1829, p. 316—330. **** Doebereine г.—Neu entdeckte merkwiirdige Eigenschaften des Pla- tinsuboxyds, des oxydierten Schwefel-Platins und des metallischen Platin- staubes. Journal fur Chemie und Physik, 38, 1823, p. 321; Annales de chimie et de Physique, 2 sér., 24, 1823, p. 91. ***** L i e b i g.—Traité de chimie organique. Paris, 1840—1844, t. 1, p. 387.
154 ЛУИ ПАСТЕР превращаются в уксус даже в закупоренных бутылках»*. И далее: «Как только образование уксусной кислоты началось, эта кислота особенным образом способствует ускорению брожения. Вот почему пивовары и водочные фабриканты должны так тщательно очищать сосуды, в которых происходило брожение жидкостей, чтобы удалить всю уксусную кислоту, прежде чем снова ими пользоваться. Без этой предосторожности во время спиртового брожения вся масса по мере образования спирта будет превращаться в уксус. Уксусная, кислота, таким образом, сама по себе является ферментом, способным вызвать кислое брожение. Дрожжи, закисшая закваска, кислый хлеб, одним словом, все вещества, которые вызывают спиртовое брожение, приобретают эту способность, как только в них началось кислое брожение. Слизистое вещество, известное под названием уксусного гнезда, также считают способным вызвать уксуснокислое брожение. Но в чистом виде оно лишено этого свойства, по- тому что оно обязано им исключительно уксусной кислоте, содержащейся в его порах»**. Обратим внимание на эту последнюю фразу. Она означает: 1) что употреблением этого слизистого вещества можно вызвать образование уксуса; 2) что оно обязано этим свойством лишь уксусной кислоте, которая заключена в его порах. Обоснованы ли оба эти утверждения? Правда ли, что при помощи слизистого вещества можно превратить в уксус жидкость, содержащую спирт? Без сомнения, этот факт известен уже очень давно. Вот одно место из химии Фуркруа: «Здесь видно, что уже образовавшийся уксус может служить ферментом для вновь прибавленного вина. Когда необходимо по каким-либо обстоятельствам возобновить этот процесс, когда хотят получить в первый раз боченок уксуса, то в вино, налитое в него, бросают кожицу или что-то вроде перепонки, которую вынимают из боченков, простоявших долгое время с уксусом, и которую называют уксусным гнездом. Это слизистый густой осадок, образовавшийся благодаря медленному разложению уксуса. Он служит ферментом, вызывающим кислое брожение в вине»***. Правда ли, с другой стороны, что можно получить уксус из содержащей спирт жидкости, прибавив к ней один лишь уксус? Мы увидим далее, что такова обычная практика Орлеана при пуске в производство бочек и что в этом городе тщательно удаляют всякого * Уже Шапталь писал: «Вино, прекрасно очищенное от всех экстрактивных веществ либо посредством осаждения, естественно совершающегося со временем, либо посредством осветления, не подвержено более закисанию. Я подвергал старые вина в открытых бутылках в течение сорока дней действию июльского и августовского солнечного тепла, и вино не потеряло своих качеств; только окрашивающие вещества постоянно выпадали, устилая в виде пленки дно бутылки. То же самое вино, настоенное на листьях винограда, закисало через несколько дней. Известно, что хорошо очищенные старые вина не закисаю г». (С h а ρ t а 1.— Traité sur les vins. Annales de chimie, an IX, 1-re série, XXXVI, p. 245.) Мы далее увидим, что правильно и что неверно в этих утверждениях. В настоящий момент я ничего не оспариваю, а ограничиваюсь историческим изложением последовательности и успехов в учении о причинах уксуснокислого брожения. ** Berzeliu s.—Traité de chimie. Paris 1829—1833, t. VI, p. 552. *** Fourcroy (A.—F.).—Système des connaissances chimiques et de leurs applications aux phénomènes de la ^nature et de l'art. Paris, an IX, 5 vol. in—4°, tome IV, p. 467.
МЕМУАР ОБ УКСУСНОМ БРОЖЕНИИ 155 рода слизистые и другие осадки, чтобы пользоваться только прозрачным уксусом. Наконец, правда ли, что промытое уксусное гнездо, лишенное заключенного в нем уксуса, не может более служить для образования уксуса? Мы увидим также, по данным этого мемуара, что и это утверждение основано на опыте. Остановим еще наше внимание на этом слизистом веществе. Вот что Берцелиус говорит о его образовании. «Уксус, хранящийся в сосудах, где он находится в соприкосновении с воздухом, который может возобновляться, теряет свою прозрачность. Мало-помалу в нем собирается студнеобразная, нераспадающаяся, скользкая и набухшая наощупь масса. Из этой массы нельзя выжать содержащейся в ней воды. Эта масса получила название уксусного гнезда, так как считали ошибочно, что она способна вызывать кислое брожение. Большей частью она находится в бочках, в которых уксус получен путем брожения, и в сосудах, которые торговцы подставляют под краны уксусных бочек. Пролитый уксус попадает в эти сосуды, которые иногда бывают целиком наполнены уксусным гнездом. Во влажном состоянии уксусное гнездо совершенно прозрачно и слизисто. Оно содержит очень много уксуса, который весьма трудно выжать. Постепенно высыхая, оно превращается в прозрачную желтоватую кожицу, вполне сходную с животной мембраной. Однако при сухой перегонке она не дает аммиака. В воде и особенно в уксусе она снова набухает, почти достигая своего первоначального объема. Будучи освобождена от приставшего к ней уксуса, она становится безвкусной. Она образуется за счет составных частей уксуса, и этот последний тем более ослабевает, чем в большем количестве образуется уксусное гнездо. Оно является, некоторым образом,* продуктом гниения уксуса.* Оно не зарождается в очень концентрированном уксусе, а лишь в разбавленном. Чем слабее уксус, тем легче оно образуется»**. Мы видим, что Берцелиус совершенно отрицает ферментную природу этого слизистого вещества. По его мнению, имеются различные уксусные ферменты: экстрактивные вещества вина, дрожжи, кислый хлеб, но в особенности—уксусная кислота. Замечательно, что практика уксусных заводов, как мы увидим ниже, как будто бы подтверждает воззрения Берцелиуса. Задолго до того, как наука смогла осветить теорию брожения пива, было хорошо известно, что при производстве этого напитка жидкость мутится и в ней мало-помалу осаждается вещество, обладающее в высокой степени свойством фермента и с давних пор применяемое благодаря этому в производстве. Происходит ли что-либо подобное на уксусных заводах? Судя по только что приведенному мною отрывку из химии Фуркруа, можно было бы так думать. Но практика производства приводит нас к совершенно другой точке зрения. * Уже Шееле писал: «Общеизвестно, что уксус не может долго сохраняться, что он по истечении нескольких недель, особенно в летнюю жару, портится, делается мутным и поверхность его покрывается липким густым слоем; вследствие этого его кислотность все больше ослабевает и, наконец, совсем исчезает, так что его приходится выбрасывать». (S с h е е 1 е.—Mémoires de chimie. Dijon et Paris, 1785, in—12°, p. 137—140). ** Berzeliu s.—Loc. cit., p. 555 и 556.
156 ЛУИ ПАСТЕР «В уксусе,—говорит Маке (М а с q и е г.—Dictionnaire de chimie, t. IV, p. 239),—не осаждается винный камень, как в вине, если бы даже он был приготовлен из вина, в котором еще не успел осесть его собственный винный камень. Осадок уксуса представляет собою слизистое вещество, весьма легко загнивающее. Виноградная лоза и кисти винограда, которыми, как уже говорилось, пользуются в производстве уксуса для ускорения* и усиления брожения, оказываются после такого употребления покрытыми этим слизистым осадком. Их моют, чтобы его удалить, но когда они уже очищены, их тщательно сохраняют, чтобы использовать для брожения и получения нового уксуса, потому что уксус, которым они уже сильно пропитались, является своего рода закваской, вызывающей сильное уксусное брожение. То же самое относится к бочкам, в которых происходило это брожение. Надо их очищать от того слизистого вещества, которым они покрыты, но после этого они гораздо более пригодны для производства нового уксуса, чем новые бочки». Мнение Берцелиуса, таким образом, кажется, победило. Слизистый осадок удаляли путем промывания как из бочек, так и с кистей винограда. И мы видим, Маке также разделяет мнение Берцелиуса, что именно уксус, которым пропитаны эти бочки и кисти винограда, служил закваской, ферментом для всех последующих операций. Обратимся теперь к более современным приемам уксусных заводов, тех именно, которые пользуются лучшей репутацией, например, уксусных заводов г. Орлеана. «Почти весь уксус севера Франции,—говорит Шапталь,—приготовляется в Орлеане, и производство там приобрело такую известность, что методы, которые там применяются, следует считать наилучшими. Вот к чему они сводятся, по Прозе** и Пармантье. «На фабриках Орлеана употребляются бочки вместимостью око- * Маке намекает здесь на старинный немецкий способ приготовления уксуса, описанный уже Бергавом (В о е г h a ν е.—Eléments de chimie. Paris, 1754). «Этот метод,—пишет Маке,—состоит в том, что уже более или менее испорченное и самопроизвольно прокисшее вино помещают в два вертикально стоящих друг на друге чана, открытых сверху. На расстоянии фута ото дна чана укрепляется своего рода плетенка, на которую помещают охапку зеленых веток винограда, а затем кладут виноградные „гребешки" до верха чана. Вино в этих двух чанах распределяется таким образом, что один из них заполнен целиком, а другой лишь наполовину. Примерно на второй или третий день в наполовину наполненном чане начинается брожение. Ему дают итти в продолжение 24 часов, пока оно не заканчивается, что узнается по прекращению движения в наполовши наполненном чане, потому что брожение происходит, главным образом, именно в этом последнем. Так как недостаток воздуха прекращает почти совершенно брожение в полном чане, то этим приемом прерывают брожение, которое, собственно говоря, идет только в один из двух дней, и препятствуют ему слишком усилиться, хотя оно ведется с благоприятной для него активностью. Проводимое таким образом брожение уксуса продолжается летом во Франции приблизительно пятнадцать дней, но при сильной жаре, например, свыше 25° по термометру Реомюра, каждые двенадцать часов заменяют один чан, о котором мы говорили, другим» (М а с q и е г.—Dictionnaire de chimie. Paris, 1778, t. VI, p. 238). Этот метод во Франции больше не употребляется. Он, как мы видим, достаточно близок к немецкому «способу стружек», сильно распространенному в наши дни, который теперь один только и употребляется, наряду со старинным орлеанским способом, который был в ходу уже в прошлом веке в Орлеане и даже в Париже (см. Маке, ту же страницу). ** Бывший фармацевт и профессор в Орлеане.
МЕМУАР ОБ УКСУСНОМ БРОЖЕНИИ 157 ло 400 л. Предпочитают те, которые уже служили раньше; их называют уксусными гнездами. «Эти бочки располагаются в три ряда, одни на других. В своей верхней части (на вертикальной стенке дна, которое находится впереди) они имеют отверстие диаметром 0,055 м, которое всегда остается открытым. «С другой стороны, уксусный мастер держит вино, предназначенное для переработки в уксус, в бочках, в которые он кладет слой буковых стружек. На них оседает и задерживается мелкий осадок. Из этих именно бочек сцеживают очищенное, хорошо просветленное бино, чтобы превратить его в уксус. «Начинают с того, что в каждое гнездо (бочку) наливают 100 л хорошего кипящего уксуса и оставляют его там в течение восьми дней. Затем в каждое гнездо примешивают 10 л вина и продолжают прибавлять такое же количество каждые восемь дней до тех пор, пока сосуды не наполнятся. Затем уксус оставляют стоять пятнадцать дней, прежде чем пускать его в продажу. «Бочку-гнездо никогда не опоражнивают больше чем наполовину, и сразу же вновь наполняют, как мы уже говорили, для того, чтобы превратить новое вино в уксус. «Для того, чтобы судить, работает ли гнездо, у уксусных мастеров в ходу следующий прием. Они опускают в уксус клепку и затем сразу вытаскивают ее. Они считают, что брожение идет очень активно, если на мокрой верхушке клепки появляется пена или уксусный цвет. В зависимости от того, как много появится пены, они прибавляют больше или меньше нового вина, через большие или меньшие промежутки времени»*. Этот отрывок из «Traité de chimie» Шапталя очень поучителен благодаря тем размышлениям, которые он вызывает. Ни одного слова о слизистом веществе, и если оно даже и имеется в бочках, то им никогда не пользуются в качестве уксуснокислого фермента. И Берцелиус, без сомнения, сказал бы: ферментом является уксус. Ибо для того, чтобы пустить в ход бочку, в нее сначала наливают только уксус и даже кипящий уксус. И сейчас еще приемы те же, только вместо кипящего берут обыкновенный уксус, но пользуются при этом возможно более прозрачным и крепким. Поэтому тщательно удаляют всякий осадок, все твердые и слизистые вещества. После того как я дам точную и полную теорию уксуснокислого брожения, станет ясно, что действительно полезно употреблять вначале крепкий и прозрачный уксус и что старая практика применения кипящего уксуса была еще более надежной. Итак, вот еще новое подтверждение воззрений Берцелиуса на роль слизистого вещества. Мало того, приходится думать, что если на уксусных заводах называют уксусным гнездом самые бочки, в которых производят уксус, то только вследствие неясности терминологии название уксусное гнездо присваивают слизистому веществу, о котором говорят все авторы. Я действительно убедился, что орлеанские фабриканты употребляют название уксусное гнездо безразлично * G h а ρ t a L—Chimie appliquée aux arts, t. 3, 1807, p. 157. См. также R ο ζ i е г.— Dictionnaire d'agriculture, t. 10, 1781 — 1800, p. 377.
158 ЛУИ ПАСТЕР по отношению и к бочкам и к осадкам в бочках. Но одна вещь сильно поразила меня в начале моих исследований, когда я еще не знал истинной теории всех явлений и всех отклонений так, как я ее излагаю в этом мемуаре. Именно, на уксусных заводах Орлеана не знают, так сказать, о существовании этого слизистого вещества, о котором говорят все авторы. Его никогда нет в бочках Орлеана, и я вспоминаю, что лишь настойчивыми уговорами мне удалось навести на поиски этого вещества одного разумного фабриканта этого города. Да и это мне удалось лишь путем расспросов старейшего рабочего уксусного завода, который мне рассказал, что нечто подобное действительно видели в чанах, в которых оставлялся уксус, а также иногда, когда гнездо (бочка) работало настолько плохо, что уксус в нем загнивал*. Действительно, я скоро убедился, что осадок, который появляется во всех бочках-гнездах, вовсе не слизистый, что это грязная, разжиженная густая масса и что ее выбрасывают, когда через долгое время, иногда через 10—12 лет, эта масса собирается в таком количестве, что сифон сцеживает из бочки лишь мутный уксус. Однако следует сказать, что все уксусные мастера считают, что причина явления находится именно в этом осадке. Но они могут только ссылаться на ве овые обычаи и навыки страны, когда у них спрашивают, почему они не кладут часть или весь осадок в те бочки, которые надо сызнова пустить в производство. Все это скоро разъяснится. Но не забудем последнего замечания по поводу цитированной выше выдержки из Химии Шапталя. Гнездо, иными словами, бочка, по мнению Шапталя, работает хорошо, когда на ее поверхности имеется уксусный цвет. Не является ли последний ферментом, настоящим гнездом? Нет, сказал бы Берцелиус. При доступе воздуха на поверхности всякой мертвой органической материи развиваются такого рода зачатки растительности. Уксус является своеобразным растительным настоем. Как все настои, он покрывается различными. пленками или дает начало зарождению микроскопических животных. И действительно, не зарождаются ли, кроме этого цвета, в уксусе еще мириады угриц? Нет ни одной бочки на уксусных заводах, работающих по орлеанскому способу, которая не давала бы убежища бесчисленному количеству этих маленьких существ. Не утверждали ли также, что эти угрицы являются ферментом хорошего уксуса? Я только что говорил, что уксусный цвет (или другие подобные образования) представляет собой зачатки растительности. Для того, чтобы дополнить исторический обзор, который я здесь набросал, интересно будет знать, когда эта идея проникла в науку. Есть основание думать, что она должна быть приписана Шапталю. «Одно явление,—говорит он,—столько же поражало, сколько смущало многочисленных писателей, говоривших о болезнях вина. Это так называемый винный цвет. Он образуется в бочках, н© главным образом в бутылках, вкоторых он заполняет горлышко. Он постоянно предвещает закисание вина и ему предшествует. Он появляется в большем или меньшем количестве, в зависимости от количества экстрактивных веществ, почти во всех сброженных жидкостях. * Шапталь совсем не говорит об этом слизистом веществе, как о ферменте уксуса.
МЕМУАР ОБ УКСУСНОМ БРОЖЕНИИ 159 «Этот цвет, который я раньше принимал за осадок винного камня, мне сейчас представляется не чем иным, как растением, настоящей плесенью, составляющей принадлежность этого сброженного вещества. При высушивании из него почти ничего не получается. Анализ дает лишь немного водорода и большое количество углерода. «Все эти зачатки дли подобия растений, развивающиеся во всех случаях, когда разлагается органическое вещество, мне кажется, не могут быть приравнены к совершенным растениям. Они не способны к размножению, это не более, нежели нарост или симметрическая группировка молекул материи, которая скорее управляется простыми- законами сродства, чем законами жизни. Подобные явления наблюдаются во всех случаях разложения органических существ»*. Без сомнения, Шапталь держался бы того же мнения относительно уксусного цвета. Как бы то ни было, в тот момент, до которого мы дошли в нашем историческом обзоре, т. е. около 1830 года, без сомнения, ничего не было известно о настоящей причине образования уксуса, и воззрения Берцелиуса еще кажутся наиболее правильными. В 1835 году вопрос, который нас занимает, был близок к разрешению. Всем известно, что в это время Каньяр-де-Латур открыл почкование пивных дрожжей и ввел в науку тогда еще новый взгляд, что дрожжи действуют на сахар, вероятно, эффектом своего развития**. Когда Шапталь, а за ним Персоон и Демазьер*** нашли, что при уксуснокислом брожении зарождаются организованные существа, угрицы и микодерма, состояние науки требовало, чтобы гипотеза Каньяр-де-Латура относительно пивных дрожжей была применена и к этим существам. Требовалось, чтобы экспериментальному исследованию был подвергнут вопрос, принимают ли те или другие из этих существ или все вместе в какой-нибудь степени участие в образовании уксусной кислоты. Вместо того, чтобы постараться доказать экспериментально гипотезу Каньяр-де-Латура, сторонники этой предвзятой точки зрения считали ее обоснованной не только по отношению к пив- • ным дрожжам, но применили ее без всякого предварительного изучения к уксуснокислому брожению. Так поступили Тюрпен и Кютцинг. Одним словом, эти ученые лишь вновь высказали мысль, которую я здесь излагал и которая, как мы видели, уже давно существовала в науке, именно, что ферментом уксуснокислого брожения является слизистое вещество, род низшего растения, называемого некоторыми уксусным гнездом. Это означало возобновить без доказательств чрезвычайно старое утверждение, которое оспаривалось Берцелиусом. Но это ничего не прибавляло к тому, что уже ранее было известно****. * G h а ρ t а 1 (J. A.).—Traité sur les vins. Annales )de chimie, 36, an IX, p. 249 — 251. ** Cm. Pasteu r.—Mémoire sur la fermentation alcoolique. Annales de chimie et physique, 3-е série, 58, 1860. (В· настоящем издании см. стр. 44.—Ред.) *** Ρ е г s о о п.—Mycologia europaea. Erlangen 1822, 3 vol. in—8o. Он описал sectio prima, p. 96—97: XLII. Mycoderma ollare, mesentericum, lagenae и perga- meneum. Desmazières (J.—В.).—Recherches microscopiques et physiologiques sur le genre mycoderma. Annales des sciences naturelles (part, botanique), 10, 1827, p. 42. Он описал mycoderma cerevisiae, p. 59. **** Это настолько верно, что Тюрпен даже ошибся в специфической природе уксусного цвета. Он 'описал^некий винный цвет (впрочем, несколько фанта-
160 ЛУИ ПАСТЕР Истинная наука не должна придавать ценности такого рода преждевременным утверждениям и обобщениям. Ученые, привыкшие к точному экспериментированию, не ошиблись в этом. «Несомненно, бывают случаи, —говорит Дюма,—когда таинственное вмешательство нескольких органических веществ заставляет думать, что образование уксуса относится к брожению в собственном смысле этого слова. Но пока не покажут ферменты, о которых идет речь, изолированными от всякого другого вещества и производящими те явления, которые им приписывают, до тех пор могут остаться сомнения в реальности их существования»*. Нельзя было лучше выразить desiderata науки по этому вопросу. Надо, кроме того, отметить, что в эту эпоху изучение уксуснокислого брожения, чрезвычайно трудное, как все связанное с брожением, было еще усложнено совершенно новым принципом. Этот принцип, казалось, должен был устранить всякую мысль об участии чего- либо живого в явлении образования уксуса и отнести это явление к разряду простых химических реакций. Эдмонд Дэви, действительно, начиная с 1821 года, получал уксусную кислоту при помощи спирта и платиновой черни, иными словами, как показал Деберейнер и особенно Либих, действием пористых тел, способных конденсировать кислород. Либих, который вместе с Берцелиусом был наиболее авторитетным противником гипотезы, высказанной Каньяр-де-Латуром на основании наблюдений над почкованием пивных дрожжей, Либих, говорю я, вскоре высказал мнение, которое, отличаясь в некоторых отношениях от воззрений Берцелиуса, все же подтверждает эти последние. Здесь уместно воспроизвести теорию образования уксуса в таком виде, как ее изложил этот знаменитый немецкий химик в своем «Traité de chimie organique»**. «Чистый или разведенный водою спирт на воздухе не превращается в уксус. Вино, пиво, вообще сброженные жидкости, содержащие, кроме спирта, еще посторонние органические вещества, при определенной температуре легко при доступе воздуха образуют кислоту. Чистый спирт, разбавленный водою, подвергается такому же превращению, когда к нему прибавляют определенные органические вещества, как, например, проросший ячмень, вино, виноградные выжимки, фермент или хотя бы совершенно готовый уксус. «При рассмотрении всего комплекса этих явлений не может явиться никаких сомнений относительно роли, которую играют все эти азотистые вещества в окислении спирта. Они дают возможность спирту поглощать кислород, потому что сам по себе спирт этой способностью не обладает. Окисление спирта представляет собой про- стичный), а не уксусный, который от него так сильно отличается. См. соответственную таблицу его мемуара, озаглавленную Mémoire sur la cause et les effets de la fermentation alcoolique et acéteuse, включенную в Mémoires de l'Académie royale des sciences de l'Institut de France, t. 17, 1840. См. Kutzing (Recherches microscopiques sur le ferment et la mère de vinaigre, et de quelques autres formations qui en dependent). Répertoire de chimie scientifique et industrielle, 3, 1838, p. 257—283. * D u m a s.—Traité de chimie appliquée aux arts. Paris, 1828—1846, t. 6, p. 341. ** L i e b i g.—Traité de chimie organique, t. I, 1841, p. 386.
ME M У АР ОБ УКСУСНОМ БРОЖЕНИИ 161 цесс совершенно того же порядка, что и действие, вызывающее образование серной кислоты в свинцовых камерах. Тем же путем, как кислород воздуха посредством двуокиси азота переносится на сернистую кислоту27, органические вещества, поглощая кислород воздуха, переводят его в особое состояние, в котором он способен поглощаться спиртом. Влажные стружки и опилки дерева очень быстро поглощают кислород воздуха и загнивают, давая начало угольной кислоте и растворимому веществу. Способность поглощать кислород не изменяется, когда дерево увлажняют спиртом, разведенным водой, но в этом случае кислород переносится не на дерево, а на спирт, и таким образом получают уксусную кислоту. «Измельченная платиновая чернь точно так же ведет себя по отношению к кислороду. Единственная разница состоит в том, что кислород, который она конденсирует, не изменяет ее, как он изменяет органические вещества. Когда платину смачивают спиртом, разбавленным водой, то она уступает сгущенный кислород водороду спирта, откуда и получается вода и альдегид, переходящий при избытке кислорода в уксусную кислоту. Продолжая поглощать кислород, платина все время передает его спирту, сама при этом не испытывая ни малейших изменений. Наоборот, органические вещества при повышенной температуре, при которой образуется уксус, принимают различные формы. В теплой жидкости, как и в теплых минеральных водах, появляется особенная растительность, которая в больших количествах отлагается на дне сосудов в виде беловатой студнеобразной массы, известной под названием образователя уксуса или уксусного гнезда. «Все растительные вещества или части растений, все мясистые плоды в свежем состояний—относятся к кислороду, как платиновая, чернь. В присутствии разбавленного спирта они поддерживают образование уксуса, т. е. они поглощают кислород и уступают его спирту. «Действие, которое эти органические вещества производят в акте окисления, приписывается особой силе, которой дали название каталитической силы. Эта сила, говорят, проявляется при простом соприкосновении определенных веществ... Без сомнения, образование серной кислоты также вывели бы из каталитического влияния, если бы случай не раскрыл и не показал в истинном свете роль двуокиси азота в этом процессе. Действительно, этот газ окрашивается в присутствии кислорода и обесцвечивается при соприкосновении с водой, отдавая сернистой кислоте поглощенный им кислород. «Того, что было сказано, достаточно для понимания принципов обычного производства уксуса». Такова была теория Либиха, пользовавшаяся всеобщим признанием, когда я опубликовал первые результаты моих исследований об уксуснокислом брожении*. Всякое влияние организованного фермента оказывается устраненным. Если во время производства и появляется особая раститель- * Однако не все химики, особенно в Англии, разделяли его теоретические взгляды. Роберт Томсон опубликовал в 1852 году сообщение о природе и действии уксусного гнезда, в котором он не подвергает сомнению, что уксус при некоторых способах производства образуется этим растением. [Thomson (R. D.). Notice of the vinegar plant. Proceedings of the Philosophical Society of Glasgow, 3, 1848—1855, p. 238—241.] Л. Пастер. 11
162 ЛУИ ПАСТЕ Ρ ность, то эти вещества подобны тем, которые можно встретить в теплых минеральных водах и во всех настоях. Они являются результатом явления, случайным следствием условий, в которых оно протекает, но они не имеют отношения к причинам, которые его вызывают. По существу таково же было мнение Берцелиуса. ВТОРАЯ ЧАСТЬ § 1. ОПИСАНИЕ MYCODERMA ACETI (УКСУСНОГО ЦВЕТА). РОЛЬ ЭТОГО РАСТЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ УКСУСНОКИСЛОГО БРОЖЕНИЯ Я поставил себе целью доказать в этом мемуаре., что процесс так называемого уксуснокислого брожения совершается под исключительным влиянием одного организованного существа, действующего наподобие платиновой черни. Это воззрение коренным образом отличается от прежней теории Либиха. Согласно последней, способностью сгущать и переносить кислород воздуха обладают стружки, древесные опилки, перегной, растительные остатки, а также различные части растений и азотистые составные части вина, пива, дрожжей и т. п. Я же считаю, что эта способность присуща микодерме, появляющейся без ведома экспериментатора во всех тех случаях, когда перечисленные выше вещества, увлажненные спиртом при определенной температуре, образуют уксусную кислоту*. Разница между этими двумя воззрениями, на первый взгляд довольно простая, является по существу весьма значительной как с теоретической точки зрения, так и в отношении практических выводов. Это различие затрагивает серьезный вопрос о фиксации кислорода воздуха мертвыми органическими веществами. Этой последней теме я посвящу специальную статью. Mycoderma aceti—одно из наиболее простых растений, которое можно вообразить. Она состоит, главным образом, из расположенных четками члеников, обычно слегка суженных в средней части. Диаметр этих члеников, несколько колеблющийся в зависимости от условий роста, достигает в среднем 1—1,5 тысячных миллиметра. Длина членика немного более двойной ширины. Так как средняя часть членика слегка сужена, то иногда — особенно, если суженная часть коротка,—создается впечатление двух соединенных .маленьких шариков. Если эти членики расположены в виде слоя или сжатой пленки, можно подумать, что у нас перед глазами скопление маленьких зерен или маленьких шариков. На самом же деле этого нет. Если не разобраться в этой структуре члеников, можно легко смешать Mycoderma aceti с другими ферментами, имеющими вид четок и зерен того же диаметра, от которых они, однако, существенно отличаются своими химическими функциями. * Я не ставил опытов со всеми этими веществами; но Mycoderma aceti и Mycoderma vim с такой легкостью образуются повсюду, где встречается спирт, смешанный с веществами, которые могут более или менее служить источником фосфатов и азотистых веществ, хотя бы только благодаря покрывающей их пыли, в которой последних часто вполне достаточно, чтобы началось развитие. Мне кажется, что моими наблюдениями настолько ясно показано, что исключительно только Mycoderm aceti участвует в промышленном уксуснокислом брожении, что было бы правильно совершенно откинуть мысль о возможности образования уксуса при помощи пористых тел, образованных остатками каких-то органических веществ, по меньшей мере до тех пор, пока это не будет доказано положительными опытами. Насколько я знаю, таковых еще не существует.
МЕМУАР ОБ УКСУСНОМ БРОЖЕНИИ 163 Членики размножаются совершенно определенным образом. Каждый членик все более и более суживается и образует таким образом два новых шарика или членика. Последний, вырастая, в свою очередь суживается, и так далее. Подобным же образом размножается большинство инфузорий, в том числе и вибрионы. Можно подобрать жидкие среды такого состава, что рост этого растения будет протекать в них поистине с исключительной быстротой. Возьмем, например, жидкость следующего состава. Дрожжевая вода* (из пивных дрожжей), содержащая от 2 до 5 тысячных частей растворимых веществ 100 частей Уксусная кислота 1 или 2 части Спирт 3 или 4 части Стоит засеять поверхность такой среды несколькими кусочками My со derma aceti, как на завтра же или послезавтра вся поверхность жидкости, как бы велика она ни была, окажется покрытой гладкой тонкой пленкой, со- ^ /^Настоящей исключительно из спутанных, четко- ••#Т;чу .,. видно расположенных мелких члеников мико- ъР^/^^Ш дермы. Воображение бессильно подсчитать все ^*$i$0&£%1 » количество этих члеников, образовавшихся ^. .·β"^:?ΐ/ \}^\ за такой сравнительно короткий промежуток " *·■**··? j3*;0jJ° вр емени. ^ β *„ *S »>> ^ \ На фиг. 14** изображена Mycoderma ^Êek &5MrV\ aceti в период ее образования на поверхно- j УСШО$$^1»$ сти жидкости. В этом рисунке совершенно Vj^^^4«^g4^[V нет вымысла. И как бы тщательно ни рисо- C^^wi«Sll» вать, все «же действительность значительно г^НШ^" превосходит рисунок как по правильности, f Л8 так и, смею сказать, по красоте этих малень- Фиг· 14· к их четок. Можно наблюдать, как четки члеников, исходя из различных центров, расходятся лучеобразно по всем направлениям. Так в действительности происходит развитие этого растения. Только трудно убедиться в этом обычными микроскопическими наблюдениями. Обычно в этих случаях кончик стеклянной палочки просто погружается в жидкость, после чего маленький кусочек пленки, прилипший к палочке, переносится на предметное стекло. С помощью этого приема можно наблюдать различные формы члеников, а также их четковидное * Берут пивные дрожжи в виде теста в количестве 50—100 г на литр воды и кипятят в течение четверти часа. Это я называю" дрожжевой водой. Затем 100 куб. см жидкости выпаривают и высушивают в термостате с кипящей водой. Узнают содержание растворенных экстрактивных веществ. Это белковые и другие вещества, содержащие щелочные и щелочно-земельные фосфаты и служащие обычно, при таком приготовлении, прекрасным азотистым и минеральным питанием для большинства как растительных, так и животных ферментов. Пиво, вино, сидр и т. д. содержат аналогичные элементы, которые называли ферментами, когда они, как утверждали, претерпевали при соприкосновении с воздухом неопределенного характера изменения. (В статье в Annales scientifiques de l'École Normale supérieure Пастер к этим словам добавил: «Я неоднократно указывал, что, по-моему, это азотистые и минеральные питательные вещества, ферментов и ничего более». (Примечание редакции французского издания). ** В отдельном издании «Etudes sur le vinaigre...» Пастер привел другой рисунок Mycodermi ι ceti. Последний в данном издании см.на стр. 135,фиг. 10.—Ред. 11*
164 ЛУИ ПАСТЕР размножение. Это удается в том случае, если микроскопическое наблюдение ведется в течение первого или второго дня развития, т. е. до того, как четки становятся сильно перепутанными. Чтобы проследить за лучеобразным распространением члеников из различных центров, нужно пользоваться следующим приемом. Выращивают микодерму в нескольких куб. сантиметрах жидкости, помещенной в маленькой стеклянной ванночке с исключительно тонкостенным дном. В разгаре роста удаляют пипеткой почти всю жидкость. Пленка постепенно сползает вниз, не разрываясь и оставаясь все время на поверхности оставшейся жидкости. Когда слой жидкости становится чрезвычайно тонким, рассматривают пленку через дно ванночки с помощью микроскопа Nachet; объектив которого расположен под исследуемым объектом. В этих условиях можно с большой отчетливостью видеть скэпленйя члеников, от которых по всем направлениям расходятся прелестные четки*. Как получить в первый раз посевной материал Mycoderma aceti? Нет ничего более легкого. Жидкость только что упомянутого или аналогичного состава оказывается постоянно покрытой, спустя более или менее короткое время (через 2, 3, 4 дня или несколько позже), пленкой Mycoderma aceti. Жидкость помещается в кристаллизатор, покрытый стеклянной пластинкой. В пылинках, взвешенных в воздухе или находящихся на стенках кристаллизатора, а также и во взятых жидкостях всегда содержатся зародыши, способные привести к развитию Mycoderma aceti. Чтобы этого не было, необходимо принять особые меры предосторожности, например, смешивать жидкости горячими, мыть кристаллизатор кипящей водой и т. д., т. е. воспользоваться приемами, убивающими зародыши низших организмов. Убедиться в этом очень легко. Если указанные мною усиленные меры предосторожности, ведущие к чистоте, приняты, то можно значительно отодвидуть, даже в условиях соприкосновения с обыкновенным воздухом, момент самопроизвольного появления растения**. Я уже упоминал, что жидкости, аналогичные по составу вышеуказанной искусственной среде, с неменьшим успехом пригодны для самопроизвольного получения в первый раз Mycoderma aceti. Укажу для примера смесь из 1 объема красного или белого вина с 2 объемами воды и 1 объемом уксуса или же из 1 объема пива с 1 объемом воды и х/2 объема уксуса. При этом я имею в виду столовый уксус, содержащий 7% уксусной кислоты. Вместо столового уксуса можно пользоваться соответствующим раствором кристаллической уксусной кислоты в чистой воде. Соотношения частей в этих смесях могут сильно варьировать, не выходя, однако, за определенные пределы. Если желают получить спонтанно Mycoderma aceti, необходимо избежать появления ин- * Я думаю, что, имея немного терпения и употребляя этот способ наблюдения, было бы легко, если не отводить глаз в течение получаса или часа от микроскопа, увидеть размножение члеников делением. В Лондонском Intellectual Observer (ноябрь 1863 года) появилась статья Слэка (Slack) о природе микодермы. Я не могу присоединиться по ряду вопросов ко взглядам автора, особенно в том, что касается сравнения бактерий с Mycoderma aceti. ** Я часто отмечал, что пыль, находящаяся на поверхности предметов, по своему количеству всегда соответствует пыли и зародышам, взвешенным в весьма значительном объеме воздуха.
МЕМУАР ОБ УКСУСНОМ БРОЖЕНИИ 165 фузорий, бактерий, а также Mycoderma vini. В связи с этим мной было поставлено большое количество опытов с целью подыскания среды, наиболее благоприятной для развития этих двух микодерм. Вот обзор результатов. На обыкновенном вине, особенно на красном, в частности на свежем красном вине, если только оно не разбавлено водой и к нему не прибавлена уксусная кислота, Mycoderma aceti спонтанно появляется очень редко. Mycoderma vini, напротив, появляется на нем с большой легкостью. Появление последней еще больше облегчается, если вино разбавить равным объемом воды. На обычном красном вине Mycoderma aceti вырастает ^ q ' с трудом. Между тем я часто наблюдал спонтан- л> ное появление Mycoderma 0 * , « vini на вине, засеянном одной \^ %Â · β; |) " · И f^ лишь Mycoderma aceti, и это ^^ ^ '^%β ^\^J) даже при условии уже начавшегося, хотя и затруд- я· γ-^· ОЪ"гЗ% ненного развития последней, с^^ У * \ Q Очень любопытно наблюдать в таких случаях за ходом раз- фиг· 15· Фиг. 16. вития обеих микодерм. В то время как Mycoderma aceti развивается с большой медленностью, Mycoderma vini вследствие ускоренного роста мало-помалу заполняет поверхность жидкости и захватывает все участки, покрытые Mycoderma aceti. Последняя постепенно утолщается и в конце концов падает на дно, совершенно уступая место своему соседу. Если же к вину прибавлена уксусная кислота, например, в виде равного объема обыкновенного уксуса, то явления протекают совершенно по-иному. В таком случае преобладание получает Mycoderma aceti. И в этих условиях можно воспроизвести прямо противоположный опыт, т. е. заставить Mycoderma vini уступить место своему сородичу. Можно, наконец, приготовить такие жидкие среды, на которых •обе микодермы одновременно вместе спонтанно разовьются. Так, на пиве, разбавленном равным объемом, воды, без труда можно получить смесь обеих микодерм. Если же разбавление водой не сделано, то преобладание получает Mycoderma vini. Слегка подкисляя жидкость, подавляют · при этом появление бактерий*.4 Фиг. 15 представляет одну из разновидностей чистой Mycoderma vini. На фиг. 16 дан несколько уменьшенный общий вид ее; она представлена с примесью члеников Mycoderma aceti28. О студнеобразном развитии Mycoderma aceti. Фиг. 14 (см. выше) изображает Mycoderma aceti в период первоначального роста на поверхности жидкости. Это развитие совершается * Уже давно я установил вредное влияние даже самых маленьких количеств кислот, препятствующих развитию инфузорий и способствующих развитию плесеней.См. мой «Mémoire sur les corpuscules organisés qui existent en suspension dans l'air de l'atmosphère»(Annales des sciences naturelles, 4-e sér. (part. Zool.), 1861, p. 98 и Annales de chimie es de physique, 64, 1862, p. 5—110). См. также сообщение одного из моих учеников D и с 1 а и х.—«Sur la germination des spores qui sont en suspension dans l'air» (Comptes rendus de l'Académie des sciences, 56, 1863, p. 1225—1227).
166 ЛУИ ПАСТЕР либо благодаря непосредственно внесенным в жидкость членикам растения, либо под влиянием взвешенных в воздухе зародышей, β обоих случаях растение развивается в виде тонкой пленки, более или менее сухой, гладкой или морщинистой и почти не смачивающейся находящейся ниже жидкостью благодаря наличию у растения жировых веществ*. В первые дни эта тонкая пленка легко рвется. Опущенная в жидкость стеклянная палочка протыкает эту пленку, продырявливает ее, а при удалении палочки часть пленки к ней прилипает. Благодаря размножению четковидно расположенных члеников, пленка постепенно все больше и больше утолщается. Четки члеников, перепутываясь друг с другом по всем направлениям, образуют в итоге пленку, более или менее толстую и трудно рвущуюся. Опущенная в жидкость стеклянная палочка уже не в состоянии ее проткнуть. Приподымая пленку в каком-либо месте, увлекают заодно и прилегающие участки, образующие в общем скользкую наощупь перепонку, обычно довольно трудно смачивающуюся жидкостью. В этом случае растение развивается только на поверхности. Если удалить пленку, остается только одна жидкость, содержащая большие или меньшие количества уксусной кислоты. Существует еще другая, совершенно отличная форма развития этого растения, на которую следует обратить внимание. Можно высказать общее положение, что при длительном выращивании в какой-либо содержащей уксус среде, Mycoderma aceti дает в итоге форму, которую я опишу. Но часто эта же форма появляется уже в самом начале. Растение при этом имеет вид студнеобразного вещества, которое увеличивается мало-помалу, чтобы достигнуть поверхности, где оно представляется в виде слизистых узлов, постепенно сливающихся друг с другом и образующих нечто вроде влажной, вздутой, студнеобразной и скользкой кожицы. Оно заполняет впоследствии всю жидкость. Развитие в этом случае, как по объему, так и по весу, является несравненно более мощным, нежели в первом случае, т. е. в состоянии перепончатой пленки, не смачиваемой жидкостью и не погруженной в нее. Именно под этой формой и описывалась до сего времени Mycoderma aceti, или уксусное гнездо. Она состоит, как показывает наблюдение под микроскопом, из менее суженных члеников, тех же размеров, что и обычная Mycoderma aceti, соединенных просвечивающей слизью. Эта слизь при старении принимает вид и консистенцию гомогенной перепонки, чего-то вроде животной мембраны. Не происходит ли здесь слияние, соединение вещества самих члеников, как результат процессов горения, очагом которых, как мы это увидим, Mycoderma aceti обычно и является? Должен заметить, что эта слизь свойственна не одной только форме развития, о которой я говорю. Достоверно, что и в состоянии перепончатой пленки какое-то клейкое вещество соединяет членики. Наличие этого вещества, хотя оно и невидимо, выявляется четковидным расположением члеников, сохраняющихся даже и в том случае, когда они разъединены и удалены друг от друга. Известно, что мукоры и плесени имеют две сильно отличные формы существования в зави- * Я доказал прямыми опытами, с помощью эфира, что Mycoderma aceîi в числе своих основных составных частей содержала жировые вещества.
ЗГЕ МУАР ОБ УКСУСНОМ БРОЖЕНИИ 167 симости от того, живут ли они на поверхности жидкостей или внутри последних. Студнеобразная форма Mycoderma aceti является в некотором роде формой, свойственной мицелию мукора. Но что нас особенно интересует,—это выяснение тех обстоятельств, при которых растение принимает студнеобразный и слизистый вид. Почему оно не всегда имеет вид гладкой или морщинистой пленки? Или же, наоборот, почему оно не всегда находится в студнеобразном состоянии? Я выяснил, что Mycoderma aceti становится слизистой во всех тех случаях, когда при засеве клетки рассеяны по всей массе жидкости и когда более или менее быстро образующаяся пленка не отнимает кислорода и не препятствует клеткам, рассеянным по всей массе жидкости, жить на дне сосуда или в самой толще жидкости. Напротив, если засев сделан только по поверхности, то Mycoderma aceti принимает форму пленки. Так, например, можно быть уверенным, что растение примет студнеобразное состояние во всех тех опытах, где пользуются неочищенным уксусом. Этот последний, всегда несколько мутный, содержит в себе плавающие членики Mycoderma aceti в количествах, почти неощутимых на-глаз*. Если нагреть уксус в течение нескольких мгно- * Да будет мне позволено рассказать здесь подробности одного визита, который мне нанес 27 мая 1863 г. один искусный орлеанский фабрикант, желавший посоветоваться со мной по поводу одной аварии на его производстве. «У меня сейчас находится в работе,—сказал он мне,—южное вино, вызвавшее развитие в уксусном гнезде этих студенистых веществ», и тут же он передал мне бутылку, наполненную слизистой формой Mycoderma aceti. «Эти вещества,— прибавил он,—мешают производству». «Это,—ответил я,—одна из форм, принимаемая Mycoderma aceti». Фабрикант пытался доказать мне, что это должно быть чем-то другим, настолько эта форма микодермы, как я уже отмечал, неизвестна в Орлеане [см. первую часть, §2, стр. 158]. «Ваше вино,—продолжал я,—должно было быть мутным, и оно начало превращаться в уксус еще там, где вы его покупали. Превращение же в уксус могло совершаться только под влиянием пленки Mycoderm aceti. Продавец не принял предосторожностей, чтобы осветлить вино перед отправкой или хотя бы сцедить его, чтобы к нему не примешались членики поверхностной пленки. Именно эти членики мутят вино и приводят в бочках с уксусным гнездом к образованию студенистых масс, мешающих правильному ходу производства. Получается, в некотором роде, избыток зародышей фермента. Не нужно, чтобы они находились во всей массе жидкости. Это одна из причин, которые заставляют в вашем производстве тщательно фильтровать употребляемое вино, которое часто бывает уже несколько попорченным». «Это правда,—сказал мне фабрикант,—вино мутное, и мне стоило большого труда предварительно осветлить его. Впрочем, вот образец этого вина». Он мне показал небольшую бутылку белого вина, которое было действительно мутным. «Я покажу вам,—ответил я,—что это вино уже немного скисло, очень немного, так как запах еще не выдает этого». Я осторожно выпарил в чашке несколько куб. сантиметров вина. По окончании выпаривания обнаружился резкий запах уксусной кислоты, чего никогда не случается с чистым вином. «Рассмотрим теперь это вино под микроскопом—и мы признаем, что оно все наполнено члениками Mycoderma aceti, которая и является причиной помутнения жидкости». Я уже ранее научил этого фабриканта различать под микроскопом Mycoderma сей. Результат оказался таким, как я предсказывал. «Как могу я воспрепятствовать развитию этих студнеобразных веществ?» «Вы можете испробовать различные средства. Прогревая вино при температуре даже гораздо более низкой, нежели температура кипящей воды, вы раз-
168 ЛУИ ПАСТЕР вений до 50—60°29, то эффект будет другой, так как при этом все зародыши, заключенные в нем, будут убиты. Если растение начинает развиваться в форме пленки, то для получения студенистой формы достаточно пленку разрушить при помощи встряхивания жидкости в течение нескольких мгновений. При этом известное количество члеников смачивается и остается на дне и внутри жидкости. Только в том случае студнеобразная форма не появляется, если пленка при очень быстром разрастании захватывает для себя весь кислород. Поэтому не представляет труда, руководствуясь предыдущими указаниями, получить в течение нескольких дней студнеобразную микодерму в каких угодно. больших количествах. Это особенно удается в том случае, если предусмотрительно воспользоваться слабым уксусом, гораздо более, нежели крепкий уксус, благоприятствующим появлению слизистой формы микодермы. В дальнейшем изложении я приведу соответствующие примеры. Несмотря на то, что Mycoderma vini способна развиваться в глубине сосудов в совершенно погруженном состоянии, она никогда не приобретает студнеобразной формы Mycoderma aceti. Сейчас я займусь изложением опытов, заставивших меня сделать заключение о том, что Mycoderma aceti является не только по преимуществу, но и единственным возбудителем процесса образования уксуса во всех брожениях промышленного характера. § 2. БЕЗ МИКОДЕРМЫ НЕТ ОБРАЗОВАНИЯ УКСУСА Мои опыты по уксуснокислому брожению чрезвычайно многочисленны. И я утверждаю, что ни при каких обстоятельствах в какой- либо жидкости, содержавшей наряду со спиртом так называемые белковые, экстрактивные или другие вещества, не происходило образования уксуса даже в ничтожной степени, пока не развилась микодерма. Натуральное вино, вино, разбавленное водой или водой и уксусной кислотой, пиво, ячменная вытяжка со спиртом, не смешанная или смешанная с тем или иным количеством уксусной кислоты, вино из свекловичного сока, дрожжевая вода (из пивных дрожжей) со спиртом, вытяжка из коры различных деревьев, сброженный сок из плодов,—все эти жидкости при соприкосновении с воздухом никогда не закисают под действием прямого окисления. Но ни одна из них не лишена способности дать развитие очень быстрое, иногда за 24 часа, либо Mycoderma vini, либо—чаще всего—смеси Mycoderma vini и Mycoderma aceti, либо же чистой Mycoderma aceti. Эти растения обладают исключительной способностью фиксировать кислород рушите жизнеспособность члеников микодермы. Фильтрация будет облегчена, кроме того, не надо будет опасаться развития члеников и, следовательно, развития студнеобразного вещества. Другое, более дешевое средство состоит в прибавлении к вину небольшого количества таннина, а затем раствора желатины, чтобы произвести энергичное осветление, что повлечет за собой осаждение члеников Mycoderma aceti. Одним словом, выбирайте тот способ, который вам подойдет, лишь бы в результате были удалены или погибли членики микодермы, повсюду распространенной в вине». Этими подробностями я не только хотел показать одну из трудностей производства, но, главным образом, подтвердить практическим примером точность некоторых результатов этого мемуара и правильность изложенных в нем принципов.
МЕМУАР ОБ УКСУСНОМ БРОЖЕНИИ 169 воздуха, конденсировать его наподобие платиновой черни, вызывая в большей или меньшей степени сжигание находящихся в растворе веществ, именно—спирта и уксусной кислоты. Это вовсе не означает, что только что перечисленные жидкости, будучи приведены в соприкосновение с воздухом, не подвергнутся никаким изменениям. Читатель может в этом убедиться из сообщения, напечатанного в Comptes rendus de l'Académie des sciences (апрель 1863 года, 56, p. 734). Я не подвергаю никакому сомнению возможность непосредственного изменения органических веществ, независимо от влияния размножения низших организмов. Но это прямое окисление совершается чрезмерно медленно и дает результаты, совершенно отличные от тех, какие наблюдаются при уксуснокислом брожении, вызываемом Mycoderma aceti. Конечно, можно притти к мысли, что подобно тому, как платиновая чернь, благодаря пористым частицам, конденсирующим газы и пары, действует на кислород и затем на спирт (при наличии последнего), так действуют твердые органические остатки, в том числе и азотистые вещества, имеющиеся в растворе и жадные к кислороду. Точно так же они могли бы играть роль посредников при окислении спирта и дать таким образом обоснование теоретическим воззрениям, высказанным Либихом. Но дело вовсе не в том, чтобы узнать, что происходило бы согласно той или иной гипотезе. Что происходит в действительности—вот что важно знать. И вот, в отсутствие микодермы мне никогда не удавалось обнаружить ни малейшего образования уксуса из сброженных спиртовых растворов. Факт окисления при посредстве платиновой черни позволяет сделать много предположений. Но я не знаю ни одного примера, который доказывал бы, что из спирта сброженной жидкости образуется «уксус под действием неорганизованного пористого тела30. Что касается природы этого организованного существа, то я считаю возможным доказать, что во всяком уксуснокислом брожении типа производственных брожений, будь то орлеанский способ или способ со стружками, везде процесс обусловлен наличием Mycoderma aceti, самопроизвольно развившейся в сосудах. В этих исследованиях, как и во всех исследованиях, касающихся процессов брожения, легко впасть в ошибку. Пивные дрожжи иногда применяются при получении уксуса из сброженного свекловичного сока.* Во всяком случае их, говорят, необходимо вводить, чтобы начался^ процесс образования уксуса. Существуют определенные способы производства, рекомендованные разными авторами, когда пивные дрожжи применяются в качестве возбудителей брожения. С другой стороны, Фуркруа и Воклэн получили уксус из сахара с помощью вытяжек из пшеницы, клейковины и т. п.* Прямые опыты * В «Traité de chimie organique» Либиха читаем: «Можно в небольших количествах получить крепкий и приятный уксус, поставив на несколько недель в теплое место смесь следующего состава: 100 частей воды, 13 частей водки, 4 части меда и 1 часть неочищенного винного камня или 120 частей воды, 12 частей водки, 3 части не вполне рафинированного сахара, 1 часть неочищенного винного камня и 11/2 части дрожжей. «Для того, чтобы изготовлять уксус в большом масштабе, пользуются пивным суслом, уже подвергшимся спиртовому брожению, выставив его в открытых сосудах с небольшим количеством дрожжей в отапливаемое помещение до тех пор, пока не закончится образование уксуса» (т. I, стр. 390).
170 ЛУИ ПАСТЕР убедили меня в том, что все эти вещества являлись только источником питательных материалов (азотистых и фосфорнокислых) для истинного фермента, который постепенно развивается сам и оказывается не чем иным, как Mycoderma aceti. Можно в течение многих лет держать пивные дрожжи в соприкосновении со сброженными жидкостями и с воздухом, в не наполненных сосудах, и при этом не произойдет ни малейшего образования уксуса до тех пор, пока не появится Mycoderma aceti. Я установил в этом отношении факты, достаточно достоверные и не вызывающие никаких сомнений. Утверждение, что дрожжи являются возбудителями брожения в тех случаях, когда образование уксуса происходит после прибавления пивных дрожжей, ошибочно. Эта ошибка подобна той, которую допустили бы, если бы стали смешивать вещества, нужные для питания растения, с самим растением. Укажу еще, что в известных случаях, когда вино начинает давать уксус в неполных бутылках, пленка микодермы настолько тонка и трудно различима, что является мысль о наличии процесса образования уксуса, проходящего без участия микодермы. Достаточно малейшего сотрясения бутылки, чтобы совершенно разрушить этот тонкий налет, и трудно бывает обнаружить его снова в вине без помощи тщательного микроскопического исследования. Однако и в этих особых случаях образования- уксуса в бутылках всегда легко обнаружить на горлышке, на уровне жидкости, на стенках стекла сероватый ободок, образованный микодермой; этот ободок при встряхивании жидкости исчезает с трудом. Что же касается проникновения воздуха, то оно совершается через пробку. § 3. ХАРАКТЕР ДЕЙСТВИЯ MYCODERMA ACETI Первый опыт. В колбу (фиг. 17) вместимостью в 2,862 л я, 2 марта 1862 года в 2 часа дня, внес 101 куб. см жидкости, содержавшей 1,1 г кристаллической продажной уксусной кислоты, 3,4 куб. см абсолютного спирта и дрожжевой воды до объема в 101 куб. см. Я уже сказал, что жидкость подобного состава чрезвычайно благоприятна для развития Mycoderma aceti. Вслед за внесением жидкости в колбу я поместил на ее поверхность еле заметные следы этой микодермы31. Я уже объяснял, что подобную выемку и подобный перенос очень легко произвести с помощью стеклянной палочки, погружаемой в жидкость. Когда вынимают палочку, часть пленки к ней пристает, а при последующем погружении она отделяется и распределяется по поверхности. Именно это я и называю посевным материалом. Эта часть пленки действительно ведет себя наподобие настоящего семени*. Известно, что неочищенный винный камень всегда содержит значительное количество спиртовых дрожжей вина. Это, по-моему, вещество, которое дает питание ферменту в том случае, когда употребляют, как в первом рецепте, лишь неочищенный винный камень. * Не бесполезно привести соответствующие доказательства. С одной стороны, если поверхность жидкости ничем не засевать, то может пройти довольно значительный, не всегда одинаковый промежуток времени, прежде чем станет заметно появление Mycoderma aceti. В этом случае источником посевного материала является пыль воздуха, с которым жидкость находилась в соприкосновении, или пыль сосудов, в которых она содержалась. Эта пыль, смотря по обстоятельствам, содержит или не содержит зародыши микодермы или содержит их в более или менее жизнеспособном состоянии. Если она их не содержит, они
МЕМУАР ОБ УКСУСНОМ БРОЖЕНИИ 171 Я указал, что жидкость и посевной материал были помещены в колбу 2 марта в 2 часа. Атмосферное давление при этом равнялось 744,6 мм. Тотчас же, вслед за этим, металлическая оправа ABC с помощью зажима Ρ была насажена на металлическую же оправу колбы. Стек- Фиг. 17. лянная трубка DE, заделанная замазкой в D, погружена была в чашку L, наполненную ртутью. Что касается части FGH, то о ее назначении я скажу позже. Пока же она оставалась не присоединенной к установке АВ. не разбиваются, и этим объясняется то, что часто подобная жидкость, налитая даже не доверху в бутылки, не закисает. При прибавлении посевного материала, если только он не оказывается мертвым, развитие всегда наступает, и при благоприятных температурах оно проявляется уже через двадцать четыре часа. Эффект действия посева доказывается еще тем, что когда в жидкость, о которой я говорю, и которая также вполне пригодна для питания Mycoderma vini, засевают эту последнюю, то собирают именно Mycoderma vini, а не Mycoderma aceti. Однако я уже отметил, что встречаются случаи, когда, засевая Mycoderma vini, собирают лишь Mycoderma aceti. Это происходит потому, что в этих случаях жидкость, вероятно, сделали значительно более пригодной для развития Mycoderma ceti, нежели для развития ее сородича. В этом случае прибавленный посевной материал чрезвычайно медленно развивается или даже, благодаря составу жидкости, увядает и недостаточно быстро распространяется на поверхности, чтобы помешать самопроизвольному развитию Mycoderma aceti, т. е. развитию зародышей, находившихся в жидкости с самого начала. Этого результата достигли бы, например, если бы увеличили содержание уксусной кислоты в жидкости, не изменив или даже, наоборот, уменьшив содержание спирта. Это зависит исключительно от того обстоятельства, что Mycoderma aceti лучше себя чувствует в жидкостях с уксусной кислотой, в то время как Mycoderma vini лучше приспособляется к содержащим немного спирта слабокислым жидкостям. В крайнем случае она приспособляется к нейтральным жидкостям, но тогда ей угрожают инфузории, которые препятствуют ее развитию, забирая для себя весь кислород. Если читатель поразмыслит над результатами этих и множества подобных наблюдений, он без труда убедится в изменчивости результатов всех этих исследований о брожении. Но в то же время он признает, что последовательными и разумными опытами можно раскрыть основную причину, определяющую изменчивость результатов, и пользоваться ею, как верным проводником, для того, чтобы разобраться в этой кажущейся изменчивости. Она всегда является результатом особых условий, управляемых в их влиянии на ход явлений законами, постоянство которых несомненно.
172 ЛУИ ПАСТЕР 3 марта вся поверхность жидкости в колбе покрылась красивой^ очень тонкой, гладкой и слегка тусклой пленкой Mycoderma aceti. С момента появления пленки можно было констатировать поглощение и связывание кислорода, обнаружившееся и отсчитывавшееся при данной постановке опыта по поднятию ртути в трубке ED. Время Поднятие ртути Барометрическое давление Температура 12.35 . 1.5 . 2.5 . 5.15 . Полночь 9.0 у. 4.0 в. 9.0 у. 3 марта 11.6 см 12,2 » 12.7 » 12,9 » 13,6 » 4 м а ρ τ а 14,7 см 14,7 » 5 марта 15,7 см 738,5 738,5 738,5 738,5 738,5 748,6 7'*8,6 1 759,0 25° 25° 25° 25° 25° 25° 25° 1 25° Эта таблица показывает, что поглощение кислорода и, следовательно, окисление спирта с образованием уксусной кислоты, как это сразу же обнаруживается по учету образовавшейся уксусной кислоты, было значительным уже через 24 часа после посева. Спустя примерно 36 часов оно было полностью закончено, что будет подтверждено анализом газа в колбе. Это дает довольно точное представление о скорости, с которой протекает развитие растения и поглощение кислорода. Это поглощение, которому соответствовало 3 марта в полдень поднятие ртути на б мм в полчаса, хорошо заметное, следовательно, в промежутке нескольких минут даже невооруженному глазу, между 1 ч. и 2 ч. равнялось всего лишь 5 мм в час, а между 2 ч. и 5 ч.—только 2 мм в 3 часа. Совершенно очевидно к тому же, что это поднятие, вначале отсутствовавшее, вернее, остававшееся неощутимым до тех пор, пока не было пленки и был лишь один посевной материал, постепенно ускоряется и снова потом падает до нуля, в зависимости от потребления кислорода и в соответствии с этим потреблением. Анализ газа в колбе. Необходимо было изыскать такой метод, при котором в любой момент опыта, смотря по надобности, мог бы быть произведен анализ газа в колбе, и притом таким ршенно образом, чтобы колбу не потревожить, т. е. чтобы не разрушить пленки и не сдвинуть с места колбы. Этого легко добиться Это также является причиной того, что при такого рода исследованиях нетрудно констатировать особые, отдельно стоящие факты, новые или кажущиеся таковыми—так они многочисленны и изменчивы. Но если не ищут связи с главнейшим явлением, если не устанавливают, существует ли такая связь или нет, то часто вместо того, чтобы осветить вопрос, его лишь больше затемняют. Я мог бы привести многочисленные примеры, взятые из недавно опубликованных работ.
МЕМУАР ОБ УКСУСНОМ БРОЖЕНИИ 173 с помощью трубки FGH, представляющей собой не что иное, как часть эвдиометра Реньо. Наполнив такую трубку ртутью, подводят ее к колбе и присоединяют к крану R с помощью узкой муфты. Открывают кран В1? затем кранй. Газ из колбы, благодаря силе упругости, тотчас же переходит в трубку FGH. Как только пробу газа считают достаточной для эвдиометрического анализа, кран закрывают. После этого отделяют трубку FGH от колбы и присоединяют ее к эвдиометру для анализа газа. Во время всех этих манипуляций колба не была потревожена. Чтобы избегнуть ошибки, обусловленной небольшими количествами газа, имевшимися в кранах, я помещал в отверстия кранов маленькие цилиндрики из стали. Они почти полностью заполняли краны и не препятствовали прохождению газа. В соответствии с только что данными указаниями газ в колбе из предыдущего опыта был проанализирован 5 марта. Он имел следующий состав: Углекислоты 1,17 г Кислорода 0,00 » Азота (по разности) 98,83 » 100,00 г Таким образом, исчез кислород, и появилось только очень небольшое количество углекислоты. Каково происхождение последней? Мне кажется несомненным, что его надо отнести за счет жизни растения, которое, подобно большинству низших организмов,поглощает кислород и выделяет углекислоту. Количество образовавшейся углекислоты хорошо соответствует количеству основных элементов, ассимилированных для питания микодермы, вес которой оказался чрезвычайно незначительным. Я'должен сейчас же заметить, что процесс горения, очагом которого является растение, может в некоторых случаях итти до превращения спирта в водяные пары и углекислоту. Таким образом, нельзя считать невозможным, что некоторая часть углекислоты была иного происхождения, нежели та, которая является результатом превращения основных элементов, использованных растением при жизни в процессе своего развития. Это мало вероятно для только что описанного опыта,—так незначительно количество образовавшейся углекислоты. Общая кислотность жидкости равнялась 5 марта 2,2 г уксусной кислоту; между тем, когда ею наполняли колбу, она содержала только 1,1 г этой кислоты. Если предположить, что кислород воздуха колбы потрачен на превращение спирта в уксусную кислоту и если рассчитать общее количество уксусной кислоты, которое должно было образоваться за счет этого кислорода воздуха колбы, то количество уксусной кислоты должно быть больше разности между 2,2 г и 1,1 г. Это происходит потому, что часть кислорода используется на образование других веществ: нейтральных соединений, альдегида и т. д. Но уксусная кислота является преобладающим продуктом. Она, однако, не является единственной образующейся кислотой. У меня есть основания думать, что среди продуктов уксуснокислого брожения всегда имеется янтарная кислота*. * Вот средство убедиться в этом. Чтобы избежать трудностей, к которым в исследованиях янтарной кислоты, образованной путем уксуснокислого бро-
174 ЛУИ ПАСТЕР § 4. ОБРАЗОВАНИЕ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ В ОТСУТСТВИЕ БЕЛКОВЫХ ВЕЩЕСТВ. РАЗВИТИЕ MYCODFRMA ACETI С ПОМОЩЬЮ АММОНИЙНЫХ СОЛЕЙ И ЩЕЛОЧНЫХ И ЩЕЛОЧНО-ЗЕМЕЛЬНЫХ ФОСФАТОВ. ОЧЕВИДНЫЕ ДОКАЗАТЕЛЬСТВА ОРГАНИЗОВАННОЙ ПРИРОДЫ ФЕРМЕНТА Какова была роль основных элементов дрожжевой воды в опыте, изложенном в предыдущем параграфе? Можно доказать, хотя и косвенным путем, что эти элементы снабдили микодерму азотистым и минеральным питанием, необходимым для ее развития. Если засеять невесомыми следами Mycoderma aceti поверхность жидкости, не содержащей никакого другого азотистого соединения, кроме фосфорнокислого аммония, то растение не замедлит покрыть всю поверхность жидкости, заимствуя углерод из спирта или уксусной кислоты, азот—из аммиака, основные минеральные элементы—из фосфатов, причем происходит окисление спирта с образованием уксусной кислоты. Но растение в этом случае не бывает таким мощным, как в том случае, когда оно имеет в своем распоряжении белковые вещества. Пленка при этом оказывается менее прочной, более нежной, более сухой, хотя и обладает, если можно так выразиться, совершенной непрерывностью. Растение, кажется, содержит меньше жировых веществ, чем при обычных условиях. Так, при погружении стеклянной палочки в жидкость пленка рвется, но разорванные края при удалении палочки вновь не соединяются; этого вообще не бывает, если имеют дело с пленкой, образовавшейся при обычных условиях. Я приготовил жидкость, содержавшую на литр, помимо дестил- лированной воды, следующие вещества: Кристаллической уксусной кислоты 12,75 г Абсолютного спирта 22,50 cîVi3 Фосфорнокислого аммония 0,2 г » магния 0,1 г » калия 0,1 г » кальция 0,1 г Содержание этих солей может варьировать в довольно широких пределах. 9 апреля 1862 года в 3 часа дня я внес 2 л этой жидкости в гуттаперчевую кювету (45 см ширины и 50 см длины) и засеял ее поверхность следами Mycoderma aceti. Рост растения не был заметен ни через день, ни через два дня. 12 апреля вся поверхность покрылась нежной, однородной, исключительно тонкой, сплошной пленкой. На стеклянной крышке, покрывавшей кювету, заметны были сгустившиеся водяные пары, жения, неизбежно привело бы наличие естественно содержащейся в вине, пиве, сидре и т. п. янтарной кислоты, следует приготовить уксус с помощью чистого спирта и фосфатов, без прибавления сырых сброженных жидкостей (см. § 4). Полученный таким образом уксус выпаривается. Для этого опыта вполне достаточно 100 куб. см. Остаток содержит различные экстрактивные вещества, которых я не изучал. Во всяком случае это обстоятельство показывает всю сложность этого простого на вид брожения. Уже давно .мною было указано, что брожения представляют собою химические процессы столь же сложные, как явления жизни. Если обработать остаток смесью спирта с эфиром и затем дать профильтрованной жидкости самопроизвольно выпариться,то уже на другой день на стенках сосудов замечают довольно значительное количество кристаллов янтарной кислоты.
МЕМУАР ОБ УКСУСНОМ БРОЖЕНИИ 175 указывавшие на поднятие температуры жидкости. Запах был уксуг- ный с примесью чего-то приятного, свойственного эфирным соединениям. 12 апреля в 9 часов утра литр жидкости содержал 21,2 г уксусной кислоты, вместо имевшихся вначале 12,75 г; в полдень имелось уже 24,1 г. Таким образом, за три часа образовалось 2,9 г кислоты па литр, или 5, 8 г на 2 л. Это составляет 46,4 г уксусной кислоты за 24 часа. 12 апреля в полдень я прибавил 70 куб. см 90° спирта. Прибавление спирта должно производиться с осторожностью. Если в сосуд, в котором идет процесс образования уксусной кислоты, прибавить спирт высокой крепости без особых предосторожностей, то спирт, как более легкий, распределяется по поверхности жидкости и убивает, иногда моментально, пленку. Необходимо извлечь часть жидкости из сосуда с помощью сифона таким образом, чтобы не разрушить пленку. Это легко сделать при условии, если сифон погружен до дна сосуда. Тогда пленка, не разрушаясь, опускается вниз по мере вытекания жидкости. Спирт смешивается с извлеченной из сосуда жидкостью, после чего эта смесь медленно вводится обратно с помощью воронки. Пленка снова поднимается, не разрываясь. Прибавление 70 куб. см 90° спирта несколько замедлило процесс образования уксуса, который накануне вечером был интенсивным. Пленка продолжала развиваться. 13 апреля она вся оказалась складчатой. С 12 по 13 апреля образовалось 40 г уксусной кислоты.Обнаружив 13 апреля значительное скопление сгустившихся водяных паров и запах, указывавший на энергичное образование уксуса, я опять ввел 30 куб. см 90° спирта. 15 апреля в 8 часов утра в кювете имелось, 126,8 г укусусной кислоты и 2,020 л жидкости; таким образом, вследствие испарения улетучилось 80 куб. см. Так как с 14 по 15 апреля образовалось всего лишь несколько граммов уксусной кислоты, я счел процесс законченным и потому прервал опыт. Весовое количество уксусной кислоты, соответствующее израсходованному спирту, сложенное с тем количеством кристаллической уксусной кислоты, которое было растворено в жидкости вначале, составляет вместе 165 г. Разность между этим количеством и 126,8 г равняется 38,2 г. Это равносильно потере в 23,2%, что объясняется как испарением, так и отклонением от химического процесса, выражаемого уравнением С4Н602+4ьО=2НО-|-С4Н404. Это уравнение никогда полностью не подтверждается, ибо сжигание спирта совершается гораздо более сложным путем, нежели это указывается уравнением. В результате этого, помимо уксусной кислоты, образуются еще и другие кислые и нейтральные продукты брожения. По этой же причине запах в сосуде с уксуснокислым брожением всегда бывает несколько смешанный, хотя в нем и преобладает запах уксусной кислоты. Я приведу примеры даже таких процессов горения, при которых весь спирт превращается в удушливые соединения, вызывающие слезотечение, аналогично тому, как это бывает в определенных условиях при сгорании спирта и эфира, например, в общеизвестном опыте с действием накаленной добела платиновой спирали. Итак, предыдущий опыт совершенно точно доказывает, что Mycoderma aceti способна развиваться, не имея в своем распоряжении никаких других источников углеродистого питания, кроме
176 ЛУИ ИЛСТЕР спирта и уксусной кислоты, и никаких других источников азотистого ir минерального питания, кроме фосфорнокислого аммония и кристаллических фосфатов. Отсюда следует, что белковые вещества во всех случаях промышленного уксуснокислого брожения отнюдь не являются ферментом уксуснокислого брожения, а служат только питательным материалом для фермента. Известно, что белковые вещества всегда связаны с фосфатами32. Все это говорит против старой теории брожения*. § 5. МЕТОД БУКОВЫХ СТРУЖЕК Получивший большое распространение за последние двадцать лет во Франции и Германии метод получения уксуса при помощи буковых стружек странным 'образом содействовал распространению ошибок, против которых я борюсь в этом мемуаре. Как известно, этот способ состоит в том, что спирт, разбавленный водой до концентрации не более 8—12° по спиртомеру, с примесью нескольких тысячных уксусной кислоты, заставляют медленно протекать по бочкам, наполненным буковыми стружками. Стружки либо лежат в беспорядке, либо скручены, наподобие часовых пружин, и расположены слоями. Отверстия, обычно имеющиеся в стенке бочки и в двойном дне, на котором лежат стружки, дают доступ воздуху, который, как это происходит в камине, подымается в бочку и уступает свой кислород или часть его спирту, превращая последний в уксусную кислоту. Стружки, говорят, действуют, как пористое тело, наподобие платиновой черни. Эта точка зрения кажется тем более правильной, что на различных фабриках употребляется спирт первой перегонки (флегма), иными словами, спирт, полученный путем перегонки и не содержащий белковых веществ. Что же касается тех веществ, которые могли бы перейти в жидкость из самих стружек, то их участие в процессе сводится, повидимому, к нулю, так как действие стружек длится, так сказать, неопределенно долго. Лишь в самом начале процесса могло сказаться прямое действие некоторых растворимых веществ стружек. Но это только случайность. Во всяком случае, не надо забывать, что большинство авторов единогласно советует при пуске производства прибавлять 1—2 тысячных пивных дрожжей, обыкновенного уксуса или пивного сусла. Я докажу сейчас, что стружки играют в производстве лишь пассивную роль. Они дают возможность распылять жидкость и служат носителем фермента, которым и здесь является Mycoderma aceti в ее слизистой форме. Однако я не скрываю, что видимость совершенно противоречит этому мнению. Действительно, перенесемся на завод, работающий по немецкому способу, и подвергнем осмотру струж- * Предыдущие факты более чем достаточно доказывают, что утверждение Шапталя, приведенное в примечании на стр. 15А, преувеличено. Вино, очищенное наилучшим образом, не лишено всех экстрактивных веществ, и могло ли бы оно быть таковым, если бы содержало еще фосфаты и щелочные и щелочно-зе- мельные соли? Таким образом, оно всегда может служить для развития Mycoderma aceti. Только чем больше оно очищено от экстрактивных элементов, тем меньше оно может быть пригодным для питания микодерм, особенно Mycoderma vini. *
НЕМУ АР ОБ УКСУСНОМ БРОЖЕНИИ •177 ки из бочки, работающей в течение нескольких месяцев или даже лет, и мы найдем их на вид совершенно чистыми. Можно сказать, что они только что были чрезвычайно тщательно вымыты. Но стоит поскоблить их лезвием ножа и исследовать соскобленное под микроскопом, как сразу станет ясным, что изрядное количество стружек на своей поверхности, по крайней мере местами, покрыто едва видным слоем Mycoderma aceti, которая иногда возвышается в виде тонкой пленки. Но много стружек даже в бочках, работающих очень хорошо, не покрыто микодермой. Я думаю, что, стружки совершенно бесполезны; они имеют значение разве только для распыления жидкости. Значительную разницу, которую отмечают в активности работы бочек на разных заводах или даже соседних бочек на одном и том же заводе, я объясняю более или менее неравномерным развитием или отсутствием развития растения на поверхности стружек. Выгода употребления буковых стружек, по-моему, так мало зависит от их собственной природы, что я не сомневаюсь, что их можно заменить самыми различными веществами, хотя бы осколками стекла и фарфора, при одном непременном условии, чтобы вещества,-которыми пользуются, были способны удерживать на своей поверхности прилипшую Mycoderma aceti. Возможно, что стекло и фарфор не отвечают этому требованию. Я указываю на эти вещества лишь для того, чтобы лучше выразить свою мысль и показать, как мало доверия я питаю к идеям, принятым химиками и фабрикантами. Тем не менее, не следует думать, что надо устраивать так, чтобы растение достигало возможно полного развития. Я имел в своем распоряжении стружки, в течение нескольких лет находившиеся в амбаре без употребления, так как они оказались непригодными для работы. Фабрикант не знал, чему приписать плохое качество этих стружек. Размочив их в течение нескольких часов в воде, я увидел, что они все покрыты с обеих сторон жирным на- ощупь33 налетом, в котором я узнал Mycoderma aceti. На другом заводе пришлось опорожнить бочки, потому что образование уксуса остановилось. При этом была найдена, главным образом в нижней части бочек, студнеобразная масса, оказавшаяся не чем иным, как уксусным гнездом. Факты, которые я только что рассмотрел, не могли тогда осветить истинную причину этих явлений. С одной стороны, когда работа завода шла правильно, на поверхности стружек не замечали микодермы. G другой^-встречались редкие случаи, когда можно было установить, что случайно сильно развившееся уксусное гнездо препятствовало образованию уксуса. Сейчас, лучше осведомленные об истинной теории этого процесса, мы можем заключить, что растение не должно достигать слишком сильного развития. Несомненно, если оно размножается настолько, что закрывает проход воздуха в скважины стружек, брожение неизбежно останавливается. Не заходя так далеко, слишком большое обилие микодермы на поверхности стружек может сделать процесс образования уксуса настолько активным, что станут значительными потери спирта или что развившаяся высокая температура убьет растение. В нормальных условиях потери спирта уже довольно велики, часто от 30 до 40%. Именно в этом заключаются трудности этого способа производства, которых следует избегать; Л. Пастер. 12
178 ЛУИ ПАСТЕ Ρ Но я спешу доказать экспериментально главную сущность излагаемой теории, а именно: стружки приносят пользу лишь тогда, когда их поверхность покрыта Mycoderma aceti. С этой целью я поместил в термостат при температуре 28—30° наполненную заводскими стружками цилиндрическую стеклянную Λ трубку, диаметром 5—6 см и длиною приблизительно в 1 м (фиг. 18). В пробке, помещенной в верхнем конце, как указано на рисунке, укреплена пипетка, с которой очень медленно, капля за каплей, стекает смесь спирта и уксусной кислоты определенного титра. На пробке.обычно делается продольный желобок для выхода воздуха, который входит через трубочку, укрепленную в пробке на нижнем конце большой трубки со стружками. Конец маленькой трубочки, которая дает доступ воздуху и через которую стекает испытуемая жидкость, срезан косо для того, чтобы всегда готовая упасть капля жидкости не препятствовала движению воздуха. Эта установка позволяет получить сколь угодно медленное стекание жидкости. Она воспроизводит достаточно хорошо все условия работы на заводе. Для того, чтобы исследовать вопрос, могут ли стружки сами по себе превращать спирт в уксус при температуре 30°, достаточно сравнить титр кислоты верхней жидкости с титром нижней. Именно опытами такого рода я установил, что лишенные Mycoderma aceti стружки могут в течение нескольких дней получать слегка подкисленный уксусной кислотой спирт, не давая ни малейшего повышения титра кислоты. Наоборот, он оказывается несколько меньшим в нижней части, вследствие испарения под влиянием тока воздуха. Содержащие спирт и уксусную кислоту жидкости, смешанные с фосфатами или содержащие в растворе белковые вещества, ведут себя точно так же до тех пор, пока на стружках не зарождается самопроизвольно растение, а оно часто появляется лишь спустя несколько дней. Но если обмакнуть стружки в жидкость, в которой имеется Mycoderma aceti в виде слизи, чтобы частицы последней прилипли к стружкам, когда их будут вытаскивать обратно из жидкости, и уже потом давать стекать по этим стружкам спиртовой жидкости, то образование уксуса обнаружится тотчас же и будет продолжаться в течение нескольких дней даже после того, как белковую или фосфатную жидкость заменят чистым спиртом, разбавленным чистой дестиллированной водой. Этот последний факт достоин внимания, так как он доказывает, что, даже лишившись подходящего для своего развития питания, растение лишь через некоторое время теряет ту структуру, которая дает ему способность образовывать уксус. Я подтвердил эти результаты опытами, которые мне кажутся столь же убедительными, как и предыдущие. Натягивая по длинной Фиг. 18.
МЕМУАР ОБ УКСУСНОМ БРОЖЕНИИ 179 оси цилиндрической стеклянной трубки веревку и давая стекать по ней спирту с очень низким титром, я никогда не мог обнаружить образования уксуса из спирта. Но стоит смочить веревку жидкостью, в которой идет образование уксуса и которая покрыта Mycoderma aceti, как при вытягивании веревки частично пристанет микодерма, и мы получим образование уксуса, начинающееся сразу после того, как по веревке начинает стекать спиртовая жидкость. Если состав жидкости таков, что не дает возможности растению развиваться на веревке, то образование уксуса продолжается в течение некоторого времени до тех пор, пока растение не умирает, вернее, пока оно не теряет структуры, того способа соединения своих частей, который дает ему способность фиксировать кислород воздуха. Но если спиртовая жидкость содержит азотистые вещества и фосфаты, растение на ьерев- ке размножается, и его химическое действие может продолжаться очень долго. Эти опыты, мне кажется, доказывают, что для того, чтобы образование уксуса было возможно, абсолютно необходимо наличие Myw- derma aceti на поверхности стружек. А это в значительной мере уясняет способ производства уксусной кислоты при помощи стружек, производства, которое и теперь остается еще очень капризным. Я склонен считать, что производство идет лучше всего, когда развитие микодермы настолько слабо, что стружки наощупь не кажутся покрытыми ею. Опасность заключается в том, что их будет слишком мало и что большая часть стружек не будет действовать. Во всяком случае вероятно, что, выбирая размеры бочек, следует придерживаться известных пределов, так как если начнут работать все стружки, действие окажется слишком энергичным. Как надо поступать, чтобы микодерма сохранялась в подходящих соотношениях? Я думаю, что в этом отношении фабрикант должен обратить все свое внимание на состав жидкостей, которые он хочет превратить в уксус, иными словами, на более или менее подходящее количество и качество веществ, могущих служить питанием для размножающегося растения. Если пользуются пивным суслом, вином, ячменным соком или оса- харенным и сброженным зерном, то создаются благоприятные условия для быстрого и легкого развития растения. Работа будет трудной, потому что растение сразу начнет чрезмерно развиваться и дело, возможно, дойдет до частичного сжигания уксусной кислоты. Наоборот, с флегмой без примеси азотистых и минеральных веществ образование уксуса скоро станет невозможным. Оно даже не начнется, если с самого начала пользовались подобной жидкостью. Именно между этими крайностями надо держаться. В жидкости всегда должно находиться небольшое количество белковых веществ, служащих растению питанием, или, по крайней мере, аммонийная соль и щелочные и щелочно-земельные фосфаты. Если, как я слышал^ существуют фабрики, на которых в качестве питания для чанов используют лишь флегму, разведенную водой, то я не сомневаюсь, что растение находит себе питание в аммонийных солях, фосфатах и, возможно, в органических веществах обыкновенной воды, которую фабрикант поневоле прибавляет к флегме, чтобы снизить ее титр и довести его до величины, необходимой для образования уксуса. Я склонен также верить, что прибавление фосфатов в этом случае сослужило бы большую службу. 12*
180 ЛУИ ПАСТЕР Я признаю все же, не колеблясь, что приведенные соображения должны быть подвергнуты экспериментальной проверке. Я сделал бы. это, если бы мог располагать на заводе бочками, дающими уксус, и подвергать их различным опытам. Это легкая работа, которую без труда могут предпринять интеллигентные промышленники, как только они освоятся с основными идеями, которые я излагаю в этом мемуаре. Дело идет об интересах их промышленности. Мне кажется, что уже сейчас можно достичь в этом способе производства с буковыми стружками своего рода совершенства. § 6. СЖИГАНИЕ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ MYCODERMA ACETI Уже давно известно^—об этом говорит еще в своих писаниях Ван Гельмонт*,—что уксус, предоставленный самому себе, в конце концов совершенно разрушается. Но у старых авторов нельзя найти ничего более определенного, чем то, что писал знаменитый Шееле. Вот замечания, которые он нам оставил о способах сохранения уксуса. . * «Общеизвестно, что уксус не может долго сохраняться; что по истечении нескольких недель, особенно в летнюю жару, он портится, что он делается мутным и покрывается на поверхности плотной слизью; от этого его кислотность все больше ослабевает и, наконец, исчезает совершенно, так что его приходится выбрасывать. «До настоящего времени имеются четыре известных способа сохранения уксуса. «Первый состоит в приготовлении весьма кислого уксуса. Таким образом он, действительно, сохраняется в течение нескольких лет. Но так как лиц, лично приготовляющих для себя уксус^ весьма не- много и большинство пользуется тем, который находят в продаже, этот метод может быть полезен лишь очень малому числу людей* «Второй; способ состоит в концентрировании уксуса посредством замораживания. В ледяной корке делают отверстие и в. бутылки наливают то, что не замерзло. Эта операция очень надежна, но при- этом теряется, по меньшей мере, половина уксуса, хотя та часть, которая образует корку льда, состоит почти целиком из воды. Бережливые люди неохотно будут пользоваться этим способом. «Третий способ состоит в предохранении уксуса от всякого воздействия воздуха; другими словами, его держат в хорошо закупоренных и всегда полных бутылках или склянках. Уксус таким образом сохраняется очень долго. Однако этот, способ мало употребляют, без сомнения, потому, что было бы необходимо, как только употреблено некоторое количество уксуса, доливать бутылку сразу же таким же прозрачным уксусом из другой бутылки, а в этой последней, остающейся на половину пустой и наполняющейся воздухом^ уксус делался бы мутным и портился бы. «Четвертым способом для сохранения уксуса является его перегонка. Он сохраняется тогда несколько лет, и ни воздух, ни жара не причиняют ему никакого ущерба, но так как этот способ более дорог, то нет вероятности, чтобы его приняли, особенно после-того, как станет известен следующий наиболее легкий из всех способов. «Достаточно налить уксус в хорошо вылуженный котел и кипятись его четверть минуты на сильном огне, а затем осторожно напол- * Les oeuvres de J.-В. Van Helmont, traduction de Jean Le Conte. Lyon, 1671, in—4°.
МБМУАР ОБ УКСУСНОМ БРОЖЕНИИ 181 нить им бутылки. Если думают, что полуда вредна для здоровья, то можно влить уксус в несколько бутылок и поместить их в полный воды котел на огонь. Когда вода немного покипит, бутылки вынимают. «Сваренный таким образом уксус сохраняется в течение нескольких лет, не мутнея и не портясь, так же хорошо на воздухе, как в наполовину наполненных бутылках. Он с успехом мог бы заменить у аптекарей обыкновенный уксус, служащий для приготовдения сложных уксусов, которые быстро мутнеют и теряют, следовательно, свою кислотность, если они только не приготовлены из уксуса дестиллиро- ванного» *. Было бы трудно представить более верные замечания по вопросу о сохранении уксуса. Но какова причина исчезновения уксусной кислоты в уксусе, находящемся в соприкосновении с воздухом? Я сейчас докажу, что если уксус теряет свою крепость, то это происходит только вследствие медленно идущего процесса горения, вызываемого Mycoderma aceti. Последняя, завершив превращение спирта в уксусную кислоту, начинает переносить кислород воздуха уже на самую эту кислоту и разрушает ее полностью, доводя до воды и углекислоты. 8 ноября 1861 года я поместил в большую стеклянную колбу, емкостью в 4 700 л, 150 куб. см жидкости следующего состава: Воды, содержавшей в растворе 5 г кристаллической уксусной кислоты 50 куб. см Дрожжевой воды 50 , » » Чистой воды 50 » » На поверхность этой жидкости я засеял почти незаметные следы слизистой Mycoderma aceti. В течение следующих дней рост был медленный и маломощный. Пленка разъединялась при малейшем сотрясении. 20 ноября я исследовал газ колбы, Он содержал 19,8% углекислоты, и в нем не было ни малейших следов кислорода. Кислорода оказалось поглощенным 1,306 г , и содержание уксусной кислоты в жидкости уменьшилось в совершенно точном соответствии с количеством поглощенного кислорода и образовавшейся углекислоты. Пленка, состоявшая исключительно из Mycoderma aceti, весила после высушивания 10 мг. Этот опыт доказывает две вещи: 1) Mycoderma aceti способна жить и размножаться в уксусе, совершенно лишенном спирта; 2)- Муг coderma aceti способна присоединять кислород воздуха к уксусной кислоте и превращать ее в углекислоту. К такому же результату приводит и следующий опыт, сверх того доказывающий, что Mycoderma aceti, закончив сжигание уксусной кислоты, способна снова воздействовать на спирт, превращая его в уксусную кислоту. 26 декабря 1861 года я поместил в колбу, емкостью 2,322 л, 150 куб, см следующей жидкости: Дрожжевой воды ,. . . 50 куб. см Воды, содержавшей в растворе 0,885 г чистой уксусной кислоты 10 » » * S с h е е I е.—Mémoires de chimie. Dijon et Paris, 1785, in—12°. [Seconde partie. XIX. Remarques sur la manière de conserver le vinaigre (tirées des Mémoires de l'Académie royale des sciences de Stockholm, année 1782), p. 137—140.]
182 ЛУИ IIACTEP Эту жидкость я засеял следами слизистой Mycoderma aceti. Температура термостата в среднем равнялась 25°. 27-го не было еще никаких заметных признаков роста. 28-го по всей поверхности появились студнеобразные пятна. 29-го рост был еще сильнее*. 29-го я проанализировал газ. Он уже содержал 17,15% углекислоты и только 3,49% кислорода. 30-го кислорода вовсе не оказалось, а количество уксусной кислоты снизилось до 0,328 г. Таким образом, больше 0,5 г уксусной кислоты было сожжено. Я обновил воздух в колбе и прибавил к жидкости 2 куб. см абсолютного спирта, предварительно смешанного с 10 куб. см жидкости, извлеченной из колбы с помощью сифона без нарушения целости пленки. Я уже отмечал, что спирт, поднимаясь в силу своего удельного веса на поверхность жидкости, убивает пленку. Поэтому необходимо его разбавить, прежде чем влить в жидкость. 5 января я вновь проверил кислотность жидкости в колбе и нашел в ней, вместо 0,328 г кислоты, 1,740 г, т. е. вдвое больше того количества, которое в ней имелось в самом начале, до первого процесса сжигания. Итак, Mycoderma aceti обладает способностью присоединять кислород воздуха к спирту, превращая его в уксусную кислоту. Пока имеется спирт, уксусная кислота не подвергается нацело сжиганию. Но как только спирт в жидкости исчезает, кислород присоединяется к уксусной кислоте и превращает ее в воду и углекислоту. Если же в жидкость снова вводят спирт, то процесс изменяется: кислота остается нетронутой, и спирт снова превращается в уксусную кислоту. Эти факты заслуживают чрезвычайно большого внимания. Они открывают перед нами любопытное зрелище—маленьких организмов, присоединяющих кислород воздуха то к одному соединению (спирту), то к другому (уксусной кислоте), то исключительно ко второму из них, когда первый отсутствует, то исключительно к первому, хотя бы имелся в наличии и второй. Можно ли отыскать процесс сжигания, более близкий дыханию, также вызываемому маленькими организмами—кровяными шариками? В этом последнем случае мы также наблюдаем, как одно какое-либо исходное соединение нацело сжигается и доводится до состояния воды и угольной кислоты, в то время как другое задерживается на стадии промежуточного сжигания, например, в случае мочевины и мочевой кислоты. Но сравнение может итти дальше. При некоторых условиях кровяные шарики становятся больными, и материалы, участвующие в обмене веществ, не могут больше сжигаться обычным путем. В результате образуются различные продукты выделения, влекущие за собою более или менее тяжелые расстройства; в полной аналогии с этим мы наблюдаем, как в некоторых случаях наши маленькие мико- дермальные организмы изменяются так глубоко, что становятся больше неспособными проводить сжигание спирта до стадии уксусной кислоты. Какие серьезные и зачастую опасные сдвиги в обмене веществ должны произойти, если изменениям подобного рода под- * На этом примере видно, что слизистая форма растения довольно легко развивается в жидкости, содержащей уксус, даже если она лишена спирта.
МЕМУАР ОБ УКСУСНОМ БРОЖЕНИИ 183 вергаются кровяные шарики! Во многих болезнях от этих сдвигов должно происходить все зло. § 7. САМОПРОИЗВОЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В СТРОЕНИИ MYCODERMA ACETI. СПИРТ МОЖЕТ ИСЧЕЗАТЬ, НЕ БУДУЧИ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ПРЕВРАЩЕН В УКСУСНУЮ КИСЛОТУ Известно, что при окислении спирта или эфира платиновой чернью или раскаленной добела платиновой нитью, помещенной в пары этих жидкостей, получаются продукты с удушающим запахом, вызывающие весьма сильное слезотечение. Эти продукты еще мало изучены. Но вот поистине любопытное явление! Mycoderma aceti также может образовать эти продукты. В процессе исследования я имел много таких примеров. Они всегда совпадали с глубоким изменением пленки микодермы, которая не принимала, казалось, более пищи и заметно теряла свою обычную консистенцию. Вместо того, чтобы оставаться, как обычно, несколько просвечивающей, она делалась мутной, беловатой, тусклой и, отделяясь лоскутьями от краев сосуда, готова была опуститься в жидкость. По желанию, так сказать, можно вызвать такие изменения в пленке и в способе ее воздействия на спирт. Обычно эти изменения проявляются, как следствие прибавления спирта к жидкости, уже превращающейся в уксус, особенно, когда не позаботились развести спирт, прежде чем вводить его в сосуды. Я приведу пример этих ненормальных и своеобразных случаев сгорания спирта. Вернемся к опыту, изложенному на стр. 170—172. 7 марта я прилил к жидкости, находящейся в склянке, 1,6 куб. см абсолютного спирта, разведенного до 15° 40 или 50 куб. см опытной жидкости. Затем вдуванием нового воздуха я возобновил газ в склянке. Эта операция была проведена в 1 час 40 минут. Вот высота ртути в 'манометрической трубке, которая показывает интенсивность поглощения кислорода. Время 3 ч. 40 м. 5 ч. 40 м. 7 ч. 40 м. W ч 40 м 7 марта Высота уровня ртути (в см) 0,6 2 2 2,'7 V- 8 марта 8 ч. 00 утра 5,3 4 ч. 00 м. вечера 5,6 8 ч. 00 м » 6,2 9 марта 8 ч. 00 м. утра 7,5 И ч. 00 м. » 7,6 10 марта 8 ч 00 м. утра 8, \ 11 марта 12 ч. 00 м. дня 8,4 Из этих результатов видно, что после прибавления спирта в продолжение двух первых часов поглощение кислорода шло довольно
184 ЛУИ ПАСТЕР быстро, затем интенсивность и быстрота его уменьшились и в последующие дни продолжали все больше и больше падать. За все это время, с 7-го по 11-е, не было заметно никакого развития пленки., 11-го я открыл склянку. Содержавшийся в ней газ имел удушливый запах, вызывающий слезотечение. Что касается общего количества кислоты, содержавшейся в жидкости, я определил его равным 2,46 г вместо первоначальных 2,2 г, как указано на стр.173. Иными словами, количество образовавшейся уксусной кислоты ни в коей мере не соответствовало количеству связанного кислорода, показанного подъемом столбика ртути. Поглощенный кислород был, таким образом, употреблен для совершенно иных целей, нежели образование уксусной кислоты, а именно для образования альдегидов с удушливым запахом. 11 марта, желая узнать, была ли пленка мертвой и совершенно неспособной глиять на кислород и спирт, я обновил в склянке воздух и добавил под пленку 100 куб. см дрожжевой воды, содержавшей в растворе 3 куб. см 90° спирта. Никакого сгорания не обнаружилось. Исследованная под микроскопом пленка оказалась состоящей из четко видно расположенных члеников Mycoderma aceti, но членики казались измененными и вялыми; здесь и там видны были особого рода жировые шарики, которые я часто находил в подобных случаях. Прибавление к спиртовой жидкости, превращающейся в уксус, других веществ, кроме этилового спирта, ^асто приводило к такого жс рода изменению Mycoderma aceti, так было, например, когда я прибавлял к жидкости малые количества древесного спирта. Пленка умирает и удушливые продукты образуются в течение нескольких дней, когда растение, прежде чем погибнуть окончательно, как бы некоторым образом болеет. Выражения, которыми я сейчас пользуюсь для характеристики состояния пленки микодермы, вовсе не обозначают, что я приписываю ей физиологическое действие. Я думаю, что ее функция переноса кислорода воздуха на спирт, уксусную кислоту и т. д. связана со свойственным ей строением и что именно это строение может изменяться под влиянием тех или других особенных и исключительных обстоятельств. § 8. ПОГРУЖЕННАЯ MYCODERMA ACETI НЕ ОБРАЗУЕТ УКСУСА, ДАЖЕ ЕСЛИ ОНА ПРОДОЛЖАЕТ ЖИТЬ И РАЗМНОЖАТЬСЯ Мы установили, что легко следить за ходом образования уксуса, производя опыты в закрытых сосудах таким образом, чтобы иметь возможность в каждый момент по уменьшению давления воздуха, заключенного б сосудах, вычислить поглощение кислорода. Рассмотрим теперь опыт, подобный описанному на стр. 170—172. Пленка образовалась, она фиксирует кислород, и ртуть в манометрической трубке постепенно подымается. Потрясите теперь слегка сосуд, чтобы отделить и погрузить пленку. Образование уксуса, показанное подъемом ртути, сразу же остановится, и если пленка в течение следующих дней оправится, что происходит почти неизбежно, то образование уксуса вновь начнется с того момента, как растение начнет покрывать поверхность жидкости. Два обстоятельства соединились в этом случае, чтобы помешать дальнейшей работе растения в указанных условиях. Его физическое
МЕМУАР ОБ УКСУСНОМ БРОЖЕНИИ 185 строение меняется потому, что оно внезапно покрывается жидкостью. Кроме того, в его распоряжении остается лишь весьма малое количество кислорода, растворенного в жидкости. Весьма вероятно даже, что это малое количество кислорода употребляется исключительно для дальнейшего развития микодермы, которая, хотя и погруженная, продолжает жить, как я уже имел случай говорить, касаясь слизистого состояния Mycoderma aceti. Я выберу из опытов, поставленных мной для уяснения этого вопроса, пример, который одновременно сможет показать и возможность развития растения внутри жидкости и отсутствие в этих усло- вияд образования уксуса. Этот пример докажет также, что микодерма, хотя бы и в состоянии слизи, обусловливает образование уксуса, если только она находится на поверхности жидкости в соприкосновении с атмосферным воздухом. 15 марта 1862 года я поместил при температуре 24—25° в комнату- термостат гуттаперчевый чан, покрытый стеклянной пластиной и содержавший 2 л жидкости следующего состава: Старого уксуса 400 куб. см 90° спирта 70 » » Дополнено до 1 л дрожжевой водой (из пивных дрожжей). Эта дрожжевая вода содержала 0,003 весовых частей твердых веществ, извлеченных из дрожжей. 400 куб. см уксуса содержали многочисленные членики Mycoderma aceti, которые должны были служить посевным материалом. 17 марта в полдень—нет пленки, нет образования уксуса. Титр кислоты жидкости тот же, что вначале—1,09 г на 100 кислоты. 18 доарта—дно чана покрыто слизистой пленкой, образующей нечто вроде сплошной, хотя и тонкой, кожицы. Опуская на дно чана стеклянную или, лучше, деревянную слегка шероховатую палочку, приподымают эту перепонку. На поверхности жидкости совершенно нет плзнки, но все же здесь и там можно заметить просвечивающие капли, которые можно извлечь в виде студнеобразных капелек. Я измеряю кислотность жидкости. Она соответствует 1,11% уксусной кислоты. 19-го —то же состояние развития растения внутри жидкости и слизистых ядрышек на поверхности. Титр кислоты 1,25%. 20-го—поверхностные слизистые пятна более многочисленны и повсюду примыкают друг к другу, образуя студнеобразную, пропускающую свет и еще не плотную кожицу. Титр кислоты 1,59%. 21-го—начало образования на поверхности обыкновенной пленки, мало-помалу увеличивающейся в течение 21-го и 22-го. 22-го титр кислоты равняется 4,4%. Образование уксуса закончено. Этот пример нам показывает, что когда' растение погружено, образование уксуса, так сказать, равно нулю, хотя бы растение еще находилось в состоянии быстрого развития. Он нам показывает также, что растение и в слизистом состоянии образует уксус, хотя значительно менее активно, чем в состоянии поверхностной пленки, кожистой и сухой или слегка влажной и жирной на вид. Именно это последнее физическое состояние растения кажется наиболее подходящим для быстрого образования уксуса с наименьшими потерями. В предшествующем примере потери почти равнялись нулю.
186 ЛУИ ИАСТЕР После всего, что я только что сообщил, легко предвидеть что погруженное и мертвое растение не может вызвать ни малейшего образования уксуса. Я сохранял довольно долго в слабокислых спиртовых жидкостях в соприкосновении с воздухом Mycoderma aceti в виде студнеобразных перепонок без того, чтоб имела место фиксация кислорода. Часто, правда, когда такие опыты продолжаются долго, начинается образование уксуса, но неизменно в таких случаях на поверхности жидкости можно найти более или менее распространившуюся пленку, образовавшуюся за счет растворимых элементов, доставленных растением. Эти растворимые вещества мало-помалу распространяются в жидкости и превращают ее в пригодный для, самопроизвольного развития микодермы раствор. Нередко даже можно видеть преимущественное образование при этих обстоятельствах Mycoderma % vini. И если растворить сахар в этой жидкости, то может начаться молочнокислое или спиртовое брожение, без сомнения, потому, что самые ферменты этих новых брожений смогли появиться самопроизвольно при помощи элементов уксусного гнезда, служивших для них питанием. Мы возвращаемся, таким образом, к способам экспериментирования, употреблявшимся когда-то Коленом и позднее другими химиками, когда брожения определяются самыми различными азотистыми веществами, действующими не сами по себе, а только в качестве питательных веществ для подлинных ферментов. § 9. MYCODERMA ACETI, РАССМАТРИВАЕМАЯ КАК ПАРАЗИТ MYCODERMA VINI Растворимые и нерастворимые элементы Mycoderma vini могут при некоторых, легко воспроизводимых и, по-моему, заслуживающих внимания с физиологической точки зрения обстоятельствах явиться питанием для Mycoderma aceti. Предположим, что Mycoderma vini заставляют развиваться на поверхности чистого вина или вина, разведенного водой, пивом и т. д., и что после развития пленки микодермы сливают жидкость, чтобы заменить ее дестиллированной водой, к которой прибавлено несколько процентов чистого спирта. Эту методику легко осуществить, не разрывая при этом пленки микодермы. Как только произошла замена старой жидкости новой, начинается образование уксуса, возрастающее с течением времени. Этот опыт весьма интересен, но надо уметь оценить все условия > чтобы не истолковать его ошибочным образом. Я нашел, что Mycoderma vini, как и Mycoderma aceti, обладает способностью связывать кислород воздуха со спиртом, уксусной кислотой, углеводами, органическими кислотами и т. п. Но когда она вызывает окисление спирта, она сжигает все его составные части, превращая его в воду и углекислоту. Точно так же она действует на уксусную кислоту. Она сжигает ее нацело. В опыте, о котором я только что говорил, прежде чем из-под пленки Mycoderma vini будет слита находящаяся под ней жидкость, — спирт или уксусная кислота, если последняя находится в жидкости, уже превращаются в воду и углекислоту.
МЕМУАР ОБ УКСУСНОМ БРОЖЕНИИ 187 С другой стороны, если Mycoderma aceti смешана с Mycoderma vini, то обе они действуют самостоятельно, точно они изолированы друг от друга. Первая превращает спирт в уксусную кислоту или, если нет спирта, сжигает уксусную кислоту. Вторая сжигает нацело и- спирт и уксусную кислоту. Таким образом, можно получать совершенно различные и часто даже, с первого взгляда, противоречивые результаты. Если количество Mycoderma aceti относительно мало, то действие Mycoderma vini станет доминирующим , и кислотность жидкости, несмотря на постоянное образование новой уксусной кислоты, может снизиться. Если побеждает Mycoderma aceti, то кислотность жидкости повышается, несмотря на частичное сжигание уксусной кислоты. Наконец, обе микодермы могут находиться в равновесии, и в этом случае титр кислоты остается неизменным, так как Mycoderma vini сжигает количества кислоты, эквивалентные тем, которые по мере своего развития образуют Mycoderma aceti. Установив это, вернемся к опытам, которые я только что описал. На вине, пиве и т. п. в широком и плоском чане дают развиться сплошным слоем Mycoderma vini. В этот момент, судя по фактам, которые я только что напомнил, растворенный спирт превращается в воду и углекислоту, и если жидкость, кроме того, еще содержит уксусную кислоту, последняя также сжигается таким образом, что кислотность жидкости постепенно изо дня в день падает. Сцедим затем жидкость сифоном, не тревожа пленку. Потом прибавим снова слабого спирта без примеси азотистых веществ и фосфатов*. Образование уксуса из спирта, говорил я, начинается сразу, и кислотность жидкости постепенно увеличивается. Что же происходит и чем объясняется этот обратный процесс и противоположный характер явлений до и после смены жидкостей? Я долгое время думал, что во всех случаях Mycoderma vini, лишенная питания и поставленная в такие условия, которые изменяют ее строение, может сжигать спирт лишь до степени уксусной кислоты и водяного пара, а не до углекислоты и водяного пара, как обычно. Но, напротив, здесь мы имеем дело с ненормальным случаем, с исключением. Чаще образование уксуса является все-таки лишь результатом действия Mycoderma aceti. Как может это иметь место, если я предположил, что пленка микодермы была образована Mycoderma vini?. В особых условиях, о которых я только что говорил, Mycoderma aceti, про которую можно сказать, что редко случается, чтобы хоть несколько ее члеников не находились в пленке Mycoderma vini, с чрезвычайной легкостью размножается за счет последней, которая ей служит пищей. Отсюда—образование уксуса из спирта. Если рассматривать в момент постановки опыта пленку Mycoderma vini под микроскопом, она окажется, я предполагаю, состоящей почти исключительно из члеников Mycoderma vini. Так, например, надо просмо- * При желании очень легко, прежде чем наливать разведенный спирт под пленку, промыть последнюю, даже несколько раз, чистой водой. Несмотря на эти промывания, она остается слабокислой. Растение выделяет жидкости с кислой реакцией до тех пор, пока жизнь в нем не угаснет окончательно. Это—признак, свойственный пивным дрожжам, которые представляют многочисленные аналогии с Mycoderma vini.
188 ЛУИ ПАСТЕР треть несколько полей зрения в помещенной под микроскопом капле для того, чтобы найти один или два членика Mycoderma aceti. Возобновим этот опыт на следующий день после того, 'как первая жидкость была заменена разведенным водою чистым спиртом, и уже повсюду мы увидим большое число члеников Mycoderma aceti. В последующие дни уже простым глазом можно видеть, как постепенно исчезает первичная толстая и складчатая пленка Mycoderma vini, уступая мало-помалу место более тонкой и легкой пленке Mycoderma aceti, потому что одновременно происходит сжигание различных элементов Mycoderma vini. Резорбция члеников этой микодермы порождает в то же*время растворимые вещества, которые сгорают более медленно и которые можно в свободном состоянии найти в жидкости. Здесь можно встретить, например, вещества, которые с исключительной легкостью, даже при обычйой температуре, восстанавливают жидкость Фелинга. Действительно, весьма любопытно присутствовать при этом превращении, при этом питании одной микодермы другою,—и это обстоятельство, мне кажется, заслуживает внимания физиологов. Здесь, по моему мнению, повторяется картина рассасывания одной ткани при образовании другой, для которой первая служит питанием, или, еще лучше, картина образования гноя и его шариков с помощью элементов крови или составных частей соседних тканей. Как бы то ни было, я хочу*теперь обратить внимание читателя главным образом на то, что как только по каким-либо обстоятельствам Mycoderma vini, так часто встречающаяся на поверхности сброженных жидкостей, оставленных в соприкосновении с воздухом, теряет свою жизнеспособность, например, из-за недостатка пригодного питания, так Mycoderma aceti нападает на нее, живет на ней и рядом с ней как паразит, ассимилируя ее элементы и отчасти сжигая их при посредстве той способности, которая превращает микодерму в агента частичного или полного сжигания спирта и уксусной кислоты. § 10. УГРИЦЫ УКСУСА. КАК ОНИ ВРЕДЯТ ОБРАЗОВАНИЮ УКСУСА Когда я посещал уксусные заводы Орлеана с целью проверить там результаты моих опытов, фабриканты, с которыми я имел случай беседовать об их производстве, были убеждены, что угрицы34, котррые находятся в уксусе Орлеана, если он не был достаточно профильтрован, и которыми кишат все бочки подвалов, необходимы для производства и для хорошего хода процесса. Это, как я объясняю, представляет собой важную ошибку, очень вредную для орлеанского производства, и ее следует искоренить*. Я убежден, что работа уксусных гнезд (бочек) при применении орлеанского способа часто затрудняется присутствием этих животных, число которых в каждой бочке уксусного завода, работающего по орлеанскому способу, исключительно велико. Часть болезней, которым подвержены уксусные гнезда и которые приносят большие потери фабрикантам, вызывается этими маленькими животными. * Само собою разумеется, однако, что я не предрешаю здесь вопроса о том, в какой мере угрицы могут изменять вкус уксуса веществами, которые онм выделяют.
МЕМУАР ОБ УКСУСНОМ БРОЖЕНИИ 189 Я попытаюсь объяснить их вредоносное действие, опираясь на принципы, которые я обосновал в этом мемуаре. Для того, чтобы жить, угрицам необходим кислород^ Факты весьма обыкновенные, как, например, довольно быстрая гибель угриц в заткнутых и наполненных уксусом бутылках, позволили бы мне это доказать. Мы же знаем, что образование уксуса происходит лишь на поверхности жидкости в тонкой и нежной пленке Mycoderma aceti, все время частично возобновляющейся, вследствие каждого нового добавления вина в заводские бочки. Если мы предположим, что пленка хорошо развита и активно образует уксус, то весь кислород, попадающий на поверхность жидкости, Должен использоваться растением. Последнее совершенно лишает кислорода угриц, находящихся под ним и плавающих в верхних слоях уксуса. Тогда угрицы, не находя возможности дышать и руководимые одним из тех инстинктов, любопытнейшие примеры которых нам дают животное всех ступеней зоологической лестницы, укрываются на стенках бочки, очень близко к уровню жидкости, где они образуют кишащий жизнью белый влажный слой, толщиной свыше одного миллиметра, а высотой в несколько сантиметров. Здесь только эти маленькие существа могут дышать. Но надо понять, что они не легко уступают свое место микодерме. В специальных опытах я много раз наблюдал своего рода борьбу, которая разыгрывается между ними и растением. По мере того как это последнее, следуя законам своего развития, мало-помалу распространяется на поверхности, угрицы, находящиеся под ним, часто в виде пакетов, делают как будто усилие, чтобы увлечь растение в жидкость в виде скомканных лоскутьев. В этом состоянии оно не может больше вредить им, потому что, как мы уже указывали, погруженное растение оказывает только едва за- метнре действие. Я приведу лишь один из многих опытов. Другие аналогичны, и их весьма легко воспроизвести*. 21 февраля 1862 года я примешал к 4 л жидкости, предназначенной для получения уксуса и помещенной в плоский гуттаперчевый чан, 100 куб. см уксуса из бочки с уксусным гнездом (одного из уксусных заводов Орлеана), наполненной угрицами. Не говоря об особенностях, которые представлял этот чан в отношении образования уксуса, перехожу к обстоятельствам, касающимся самих угриц и их влияния на,ход образования уксуса. В продолжение марта и апреля имело место исключительно сильное размножение угриц, количество которые могло быть исчислено сотнями тысяч. 9 апреля я отливаю 2 л уксуса и прибавляю 2 л вина. 11-го на поверхности жидкости нет пленки микодермы. Прежняя пленка—в виде лоскутьев—упала на дно чана. Угрицы передвигаются повсюду, распределяясь в верхних слоях жидкости. 13-го—по всей поверхности зарождающаяся пленка Mycoderma aceti, но пятнами, лоскутьями, со свободными промежут- * Когда я начал изучать роль угриц в производстве уксуса орлеанским способом, я должен был просить фабрикантов этого города прислать мне уксус, который содержал бы этих микроскопических животных. Несмотря на то, что моя лаборатория больше чем в течение года была наполнена сосудами, содержавшими жидкость, превращающуюся в уксус, я не замечал ни одной угрицы. Это не помешает, вероятно, закоренелым приверженцам теории самопроизвольного зарождения низших организмов думать, что эти маленькие существа при благоприятных условиях могут появиться на свет без родителей, им подобных.
190 ЛУИ ПАСТЕР ками. Внизу и в открытых частях по всей поверхности, в центре, как у краев, еще двигаются угрицы. Но 14-го утром, когда я пришел, чтобы установить положение вещей, все изменилось. Плотная гомогенная пленка держится во всех частях без разрывов. Кроме того, ни в одной части жидкости нет ни одной угрицы. Но, любопытная вещь, края чана, начиная с пленки и выше ее уровня, покрыты до сих пор отсутствовавшим белым слоем, который весь состоит из шевелящихся угриц. Эти угрицы для смачивания своих тканей не имеют никакой другой жидкости, кроме той, которая по законам капиллярности подымается из чана в промежутки между их извилистыми телами. 14-го, 15-го и 16-го—чрезвычайно активное образование уксуса. Угрицы все время держатся в виде жирного движущегося слоя, на вертикальных стенках .чана. 17-го—новое изменение. Пленка, которая в предыдущие дни почти исчерпала силу своего действия и превратила весь спирт в уксус, упала лоскутьями на дно чана, и я замечаю угриц, которые отовсюду переходят в жидкость. 18-го, 19-го... 25 апреля угрицы продолжают жить и размножаться во всех частях верхних слоев жидкости. Их больше совсем нет на краях чана. 25 апреля я отливаю 2 л уксуса, обильно наполненного угри- цами, и вновь прибавляю 2 л вина, чтобы снова наблюдать последовательность явлений, о которых я только что говорил. 26-го появляются некоторые следы микодермы. 27-го они сильнее распространились по поверхности, и образовались еще новые. Но под каждым из этих пятен я вижу пакеты угриц, которые словно к нему привязаны и как будто делают усилие, чтобы увлечь куски пленки на дно жидкости. 28-го—то же положение вещей; 29-го почти все пятна Mycoderma aceti исчезли. Не должны ли мы перед лицом этих фактов поверить в своеобразный инстинкт угриц, заставляющий их уничтожать растение, способное лишать их кислорода? Однако я не хотел бы ничего преувеличивать. Я знаю, что человек—друг чудесного и что оно ему нравится. Возможно, что усилия угриц, вызывающие распад пленки, являются просто результатом движений, которые обычно производятся угрицами, чтобы освободиться от стесняющих их препятствий, когда,плавая, они случайно запутываются в складках микодермы. Возможно также, что они находят в составных частях растения вещества, наиболее пригодные для своего питания. Может быть, растение исчезает потому, что оно служит питанием для угриц. Достоверно, что пленка, увлеченная движениями угриц на дно жидкости, часто представляется там в виде беловатого порошкообразного осадка, точно угрицы отделили клейкое вещество, связывающее ее членики. Как бы то ни было, мы видим, с каким трудом развивается в некоторых случаях в присутствии угриц пленка Mycoderma aceti. Пусть эти факты будут иметь место в какой-либо бочке с уксусным гнездом на уксусном заводе, работающем по орлеанскому способу. Эта бочка не будет работать. Будут говорить, что она больна. Продолжим исследование нашего чана. 30 апреля—то же положение вещей. 1 мая образовались новые пятна и заняли целиком поверхность примерно в 20 кв. см. 2 мая—нет развития новых пятен, имеющих снизу пакеты угриц, которые, можно сказать, постоянно заняты их разрушением. 3-го и 4-го—ничего нового. 5 мая я замечаю в одном из углов чана сплошную, хорошо сформировавшуюся пленку,
МЕМУАР ОБ УКСУСНОМ БРОЖЕНИИ 191 распространившуюся приблизительно на четверть поверхности чана. И вот в этом углу чана угрицы толстым слоем всползают на стенки краев сосуда. Мало-помалу в следующие дни пленка увеличивается, оттесняя угриц, которые постепенно отступают из жидкости, так что в уксусе их не остается даже и следа. На этот раз растение снова одержало верх и победило маленьких животных. В итоге, рассматривая явления с точки зрения обусловливающей их причины, можно сказать, что если Mycoderma aceti развивается сплошным слоем на поверхности уксуса, наполненного угрицами, то эти последние, чувствуя себя лишенными кислорода, без которого их жизнь невозможна, переселяются и укрываются на стенки краев чана или бочки. Растение тогда использует для себя весь кислород, который приходит в соприкосновение с поверхностью жидкости. Без сомнения, угрицы чувствуют себя очень плохо на стенках сосуда, вне жидкости. А если они и находят здесь необходимый для их существования кислород, то остальные питательные вещества, которые они обычно черпают из жидкости, имеются, в сравнении с их числом, в весьма ограниченном количестве. Поэтому, как только фиксация кислорода растением замедляется шги совсем прекращается, они переходят в жидкость, заставляя падать на дно растение, которое их всегда чем-либо стесняет; мы ведь знаем, что когда нет больше спирта, растение связывает кислород с уксусной кислотой, правда, очень медленно, если уксус крепок. Мне не надо добавлять, что все изложенные факты и другие факты того же порядка постоянно повторяются в бочках на уксусных заводах Орлеана. Я проверил это вплоть до мельчайших подробностей. Эти любопытные особенности производства уксусной кислоты орлеанским способом объяснили мне один прием, повседневно употребляемый уксусными мастерами для того, чтобы убедиться в работе уксусных гнезд. Они вводят в бочку через отверстие для воздуха пальцы и указательным пальцем ощупывают вертикальную поверхность дна. Если они ощущают жирную влажность, то они говорят, что бочка работает хорошо. Это нечто влажное и жирное есть не что иное, как слой угриц, укрывшихся на стенках бочки. Это, действительно, является признаком того, что невидимая поверхность жидкости должна быть покрыта Mycoderma aceti, интенсивно фиксирующей кислород воздуха. Сгущение водяных паров на стенках бочки, не смоченных жидкостью, также является признаком правильной работы, потому что оно указывает на повышение температуры поверхностных слоев уксуса, и следовательно, на хорошую работу пленки микодермы. Во всяком случае, нельзя сомневаться, что растение при наличии угриц постоянно имеет около себя врага, с которым необходимо бороться всеми возможными средствами. Я знаю, что со времени опубликования моих первых работ по этому вопросу наиболее просвещенные промышленники Орлеана возобновили старый, совершенно оставленный способ, именно — окуривание время от времени бочек серой. Сернистая кислота убивает угриц. Но надо соблюдать осторожность при употреблении этого средства, которое в некоторых случаях легко может испортить качество пленки микодермы. Выбирая преимущественно время, когда все угрицы укрылись на стенках бочки, можно было бы убить их, закрыв на достаточное
192 . 1УИ ПАСТЕР время отверстие, служащее для доступа воздуха, и лишив их таким образом последнего. Растение, с одной стороны, угрицы—с другой, достаточно быстро поглотят все количество кислорода, оставшегося свободным в пустой части бочки, и это будет иметь следствием, гибель угриц. Этот очень простой способ заслуживает того, чтобы его испытали. Пленка микодермы не изменится значительно от недостатка воздуха в течение некоторого промежутка времени, так как на стр. 181 и 182 этого мемуара мы выяснили, что после того, как сосуд один раз был совершенно лишен кислорода, можно было снова прибавлять спирт под пленку микодермы и продолжать таким путем образование уксуса. § 11. ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРЕДШЕСТВУЮЩИХ ПАРАГРАФОВ* Изложенные в предшествующей работе наблюдения привели меня к новому производственному методу изготовления уксуса, который я в 1862 году сообщил Академии наук. Я засеваю Mycoderma aceti, или уксусный цвет на поверхность жидкости, состоящей из обыкновенной воды, содержащей 2 % по объему спирта и 1 % уксусной кислоты, полученной от предыдущего процесса, и, кроме того, несколько десятитысячных щелочных и щелочноземельных фосфатов, среди которых должен находиться и фосфорнокислый аммоний. Хотя одних этих составных частей достаточно для развития микодермы, лучше все же, как я сейчас покажу, дать ей натуральные жидкости, в которых заключены эти фосфаты и которые, кроме того, содержат необходимый для жизни микодермы азот в виде азотистых органических белковых веществ. Маленькое растение развивается и скоро покрывает ^поверхность жидкости, не оставляя ни малейшего пустого промежутка. В то же время спирт превращается в уксус. Когда процесс идет полным ходом, когда, например, половина взятого сначала общего количества спирта будет превращена в уксусную кислоту, начинают ежедневно маленькими количествами прибавлять либо спирт, либо, лучше, вино, либо пиво со спиртом— до тех пор, пока в жидкости не окажется достаточно спирта для того, чтобы уксус мог показать желаемый коммерческий титр. Спирт прибавляют до тех пор, пока растение может еще превращать, его в уксус. Когда действие его начнет ослабевать, оставшемуся еще в жидкости спирту дают превратиться в уксус. Тогда сцеживают эту жидкость, затем отделяют растение, которое при промывании может дать слегка кислую, содержащую азот жидкость, в дальнейшем годную к употреблению. Чан затем снова пускается в работу. Растение никоим образом не должно испытывать недостатка в спирте. В противном случае его способность переносить кислород была бы направлена, с одной стороны, на уксусную кислоту, которая превратилась бы в воду и углекислоту, с другой—на летучие, мало изученные вещества, отсутствие которых делает уксус безвкусным и лишенным аромата. Кроме того, растение, лишенное возможности привычного для него образования уксуса, возвращается к нему со значи- * Этот параграф резюмирует сообщение, которое я сделал в Академия наук в 1862 году 35.
МЕМУАР ОБ УКСУСНОМ БРОЖЕНИИ 193 тельно меньшей энергией. Другая, не менее необходимая предосторожность состоит в том, чтобы не вызывать слишком сильного развития растения, потому что его активность может чрезмерно развиться и уксусная кислота может оказаться частично превращенной в воду и углекислоту, даже если в жидкости будет еще находиться растворенный спирт. Чан поверхностью в 1 кв. м, содержащий от 50 до 100 л жидкости, дает в день от 5 до 6 л уксуса. Термометр, показывающий десятые доли градуса, шарик которого погружен в жидкость, а столбик выходит из чана через отверстие в крышке, позволяет легко следить за ходом процесса, Я думаю, что наиболее удобными для употребления сосудами являются снабженные крышками круглые или четырехугольные неглубокие деревянные чаны, подобные тем, которые употребляются на пивоваренных заводах для охлаждения пива. На концах их имеются два небольшого размера отверстия, служащие для доступа воздуха. Две гуттаперчевые трубки, укрепленные на дне чана и пронизанные с боков маленькими дырочками, дают возможность, не приподнимая досок крышки и не беспокоя поверхностной пленки, добавлять спиртовую жидкость. Самые большие чаны, которые находившееся в моем распоряжении место позволяло мне употреблять, имели поверхность в 1 кв. м и глубину в 20 см. Я прибавлю, что преимущества этого метода были тем более значительны, чем большие размеры имели употреблявшиеся сосуды и чем ниже была температура, при которой я работал. Я говорил, что жидкость, на поверхности которой я засеваю микодерму, должна содержать в растворе фосфаты. Они необходимы. Это минеральное питание растения. Мало того, если в числе фосфатов находится фосфорнокислый аммоний, то из этой соли растение заимствует весь необходимый для него азот. Таким образом можно вызвать полное превращение в уксус спиртовой жидкости, содержащей около десятитысячной доли каждой из следующих солей: фосфат аммония, калия, магния. Фосфаты растворяются в жидкости при . помощи небольшого количества уксусной кислоты, которая, наряду со спиртом, снабжает растение необходимым для него углеродом. Однако для того, чтобы микодерма более быстро развивалась и чтобы ее физическое состояние было более активным, хорошо прибавить *к жидкости с фосфатами небольшое количество белковых веществ, предоставляющих азот и углерод, а также, без сомнения, и некоторые фосфаты в более легко усвояемой форме. С этой целью я употребляю либо ячменную воду, либо пиво, либо дрожжевую воду, либо воду, в которой мацерировались корешки проросшего ячменя. Вино, сидр, все сброженные жидкости и даже большинство натуральных соков также могли бы быть использованы. Но чтобы хорошо понять роль этих белковых органических жидкостей, а также то, насколько ошибочны были пользовавшиеся признанием в науке взгляды о так называемом превращении в ферменты белковых веществ, благодаря изменениям, претерпеваемым последними при соприкосновении с воздухом, я повторяю, что легко добиться развития микодермы таким образом, чтобы она была способна перевести в уксус большие количества спирта, давая ей в качестве азотистого питания только аммиак. В качестве углеродистого питания можно давать, Л. Пастер. 13
194 ЛУИ ПАСТБР уксусную кислоту и спирт. В качестве минерального питания—фосфорную кислоту в соединении с главнейшими щелочными и щелочноземельными основаниями. Если речь идет о приготовлении уксуса из вина, пива, сброженного сусла, из зерен, то бесполезно прибавлять фосфаты. Эти жидкости содержат их, конечно, в соотношениях и в форме, более пригодных для развития микодермы, чем искусственные смеси. Если, например, хотят превратить в уксус вино, то достаточно прибавить его к ранее полученному уксусу и засеять затем микодерму на поверхность этой смеси, взяв микодерму с чана, работавшего в течение сорока восьми часов, или из небольшой чашки, где она была специально для этого приготовлена*. При температуре в 15°, если посевной материал хорош, нужно максимум два-три дня для того, чтобы микодерма покрыла, каковы бы ни были размеры чана, жидкость, на поверхности которой она посеяна. Под хорошим посевным материалом я подразумеваю молодое размножающееся растение, имеющее под микроскопом вид длинных четкообразно соединенных члеников, а не зернистых скоплений, как это имеет место, когда растение несколько состарилось и уже служило возбудителем сжигания в течение нескольких дней. Что касается количества посевного материала, то маленький сосуд диаметром в 1 дм, содержащий 100 куб. см жидкости непокрытый растением, достаточен для того, чтобы засеять чан, поверхность которого равна 1 кв. м. В этот сосуд обмакивают конец стеклянной палочки. Пленка микодермы частично прилипает к ней, а затем, когда палочку переносят в жидкость чана, пленка отстает и остается на поверхности засеваемой жидкости. Эту операцию повторяют до тех пор, пока на поверхности малого сосуда еще имеется часть пленки. На работающей фабрике всегда найдется вполне готовый посевной материал. Если его нет, то достаточно оставить при доступе воздуха содержащую спирт и уксусную кислоту жидкость, характера и состава тех, о которых я уже говорил, чтобы обнаружить в ней появление микодермы, о которой идет речь. Способ получения уксуса, о котором я только что говорил, представляет различные преимущества. Процесс идет в закрытых чанах при относительно низкой температуре. Производством можно управлять по желанию. Это предохраняет от неудобств, связанных с наличием угриц. Потери значительно меньше, чем при употреблении стружек. Наконец, как я говорил в Академии наук в 1862 году, образование уксуса идет, при прочих равных условиях, в три-четыре раза скорее, чем при орлеанском способе. Теперь, после сообщения, полученного мною от Бреток-Ло- рион, я могу заверить, что оно идет в пять раз скорее. Эта цифра проверена, как я указал в моей лекции от 11 ноября, на производстве, дающем от 12 до 15 гл уксуса в день. * На фабрике Бретон-Лорион (см. стр. 140) эти господа работают с перерывами, т. е. после образования уксуса в одном чане последний промывается, а затем уже снова пускается в ход. Они не приливают вина во время образования уксуса в чанах. Мне казалось, что это нужно предпочесть для экономии в рабочих руках. Может быть, следовало бы поступать таким образом даже в тех случаях, когда хотят оборудовать завод для спиртового уксуса, потому что всегда следует опасаться испортить пленку при приливании вина, а особенно спирта, если не принять тех предосторожностей, на которые я указывал.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ, ЕГО БОЛЕЗНЯХ,ИХ ПРИЧИНАХ, СПОСОБАХ СДЕЛАТЬ ЕГО УСТОЙЧИВЫМ С ПРИЛОЖЕНИЕМ НОВОЙ ТЕОРИИ БРОЖЕНИЯ Л. ПАСТЕР ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЙ ЧЛЕН ИНСТИТУТА ФРАНЦИИ И ЛОНДОНСКОГО КОРОЛЕВСКОГО ОБЩЕСТВА, ЧЛЕН МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИИ И ЦЕНТРАЛЬНОГО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ОБЩЕСТВА ФРАНЦИИ, КОРОЛЕВСКОГО И МЕДИЦИНСКОГО ОБЩЕСТВА ЭДИНБУРГА И Т. Д. И Т. Д. «Верить в существование вещей только потому, что нам хочется, чтобы они были, есть величайшее извращение ума».
Титульная страница первого издания «Исследований о пиве».
ПАМЯТИ МОЕГО ОТЦА, СТАРОГО СОЛДАТА ПЕРВОЙ ИМПЕРИИ, КАВАЛЕРА ОРДЕНА ПОЧЕТНОГО ЛЕГИОНА ЧЕМ СТАРШЕ Я СТАНОВЛЮСЬ, ТЕМ ЛУЧШЕ Я ПОНИМАЮ ТВОЮ ДРУЖБУ И ПРЕВОСХОДСТВО ТВОЕГО РАЗУМА. УСИЛИЯ, КОТОРЫЕ Я ПОСВЯТИЛ ЭТИМ и ПРЕДШЕСТВУЮЩИМ ИССЛЕДОВАНИЯМ, ЯВЛЯЮТСЯ ПЛОДОМ ТВОЕГО ПРИМЕРА И ТВОИХ СОВЕТОВ. ЖЕЛАЯ ПОЧТИТЬ ЭТИ БЛАГОГОВЕЙНЫЕ ВОСПОМИНАНИЯ, ПОСВЯЩАЮ ЭТОТ ТРУД ТВОЕЙ ПАМЯТИ. Л. Π АСТЕР
ПРЕДИСЛОВИЕ Мысль об этих исследованиях36 была мне внушена нашими несчастиями. Я предпринял их сразу после войны 1870 года и продолжал беспрерывно с того времени с намерением вести их до тех пор, пока не будут достигнуты прочные успехи в производстве, в котором Германия нас опередила. Я убежден, что нашел неоспоримое практическое решение трудного вопроса, который я перед собой поставил, а именно: найти способ производства, применимый во все времена года и повсеместно, не требующий, как современные способы производства, применения дорогих охлаждающих средств и установок и, тем не менее, дающий преимущество неопределенно долгого сохранения продукта производства. Эти новые изыскания основаны на тех же принципах, которые служили мне путеводной нитью в моих исследованиях о вине, об уксусе и о болезнях шелковичных червей, принципах, плодотворность и применение которых, на мой взгляд, безграничны. Недалеко, быть может, то время, когда благодаря этим принципам будет неожиданно освещена этиология заразных болезней. Что произойдет в крупной промышленности при применении способа производства пива, выведенного из моих наблюдений и из ценных новых фактов, на которых он основан? Я не стану предвосхищать, как в будущем разрешатся эти вопросы. Время —лучший ценитель научных работ, и я знаю, что открытие промышленного значения редко приносит плоды первому изобретателю. Я начал мои исследования в лаборатории в Клермон-Ферране, при помощи моего друга Дюкло, профессора химии факультета наук в этом городе. Я продолжал их в Париже, а под конец на большом пивоваренном заводе, несомненно, первом во Франции, принадлежащем братьям Туртель, в Тантовилле. Я считаю своим долгом открыто поблагодарить этих культурных промышленников за их исключительную любезность. Я должен также публично выразить свое почтение Куну, искусному пивовару в Шамалиере около Клер- мон-Феррана, равно как и г. Вельтену из Марселя и гг. Тассиньи из Реймса, которые с похвальной готовностью предоставили в мое распоряжение свои заводы и их продукцию. Л. Пастер Париж, 1 июня 1876 года.
Глава I О ТЕСНОЙ ЗАВИСИМОСТИ МЕЖДУ БЫСТРОТОЮ ПОРЧИ ПИВА И СУСЛА И ПРИЕМАМИ ПИВОВАРЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА Бросим прежде всего беглый взгляд на природу пива и на способ его производства. Пиво известно еще со времен глубокой древности. Оно представляет настой проросшего измельченного ячменя и хмеля, подвергнутый после охлаждения брожению, а затем почти совершенно осветленный при: помощи отстаивания и сцеживания. Этот спиртной напиток растительного происхождения иногда не без основания называют «ячменным вином»*. Однако вино и пиво по своему составу заметно отличаются друг от друга. Пиво по сравнению с вином характеризуется меньшей кислотностью и меньшим содержанием спирта, но зато оно богаче растворенными веществами, большей частью не тождественными с теми, которые свойственны вину. Эта разница в составе вина и пива является причиной их неодинаковой стойкости. Малая кислотность пива, низкое содержание в нем спирта, присутствие сахаристых или могущих превратиться в таковые веществ делают его менее стойким, чем бывает обычно вино. Неодинаковая восприимчивость этих двух напитков к болезням объясняется разницей их состава. Доказательством этого является тот факт, что вино можно сделать гораздо менее стойким, понизив его кислотность и содержание в нем спирта, увеличив в нем количество камедей и сахаристых веществ**. Это сблизило бы его с пивом. В своих предыдущих работах 37 я указывал, что необходимость бороться с болезнями вина или предупреждать их заставляет вести * Кажется, такое название впервые встречается у Теофраста, который родился в 371 году до нашей эры. (См. «Encyclopédie», 3 édit., Genève, 1778, in—4°; статья «Bière», V, p. 49). ** Наличие изменения только одного из этих свойств вина может стать очень опасным для хорошего хранения. Например, иногда в дождливые годы случается, что виноград во время сбора оказывается более или менее загрязненным землистыми веществами, состоящими, главным образом, из углекислого кальция, который растворяется в вине и связывает частично содержащиеся в нем кислоты. Вино становится тогда весьма подверженным заболеваниям.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 201 его производство с необычайной тщательностью и обусловливает особенности обычных приемов виноделия: доливания, окуривания бочек серою, многократного переливания, применения погребов и герметически закупоренной посуды. То же самое и с еще большим основанием можйо сказать о пиве, так как оно портится легче вина. При производстве и торговле им приходится постоянно бороться с трудностями сохранения как его, так и сусла, из которого оно делается. В этом легко убедиться, рассмотрев обычные приемы пивоварения. Когда настой из солода и хмеля, называемый пивным суслом, готов, его подвергают охлаждению и переливают в один или несколько чанов или бочек, в которых и происходит самая важная операция всего пивоваренного производства—спиртовое брожение сусла. Охлаждение должно происходить как можно быстрее. Быстрота охлаждения является необходимым условием успеха производства, ввиду опасности порчи сусла, неизбежно влекущей за собой понижение качества пива. При высокой температуре сусло не портится, но при температуре ниже 70°, особенно между 25 и 35°, в нем легко может начаться молочнокислое или маслянокислое брожение. Ввиду крайней необходимости быстрого охлаждения, для осуществления его в производстве применяются специальные аппараты*. Уже во время приготовления сусла ему угрожает неизбежная порча, в особенности летом, при повторном затирании. Нередко случается, что сусло скисает во время затирания, если последнее производится недостаточно быстро. После охлаждения сусло подвергается брожению. Для этого в него вносят дрожжи, полученные при предшествующем брожении; количество дрожжей приблизительно равняется одной или двум тысячным веса сусла, от 100 до 200 г сильно прессованных дрожжей на гектолитр сусла. С первого взгляда кажется, что внесение дрожжей не имеет никакого отношения к возможным болезням сусла и пива. Однако это не так. Действительно, зачем задавать дрожжи? В виноделии такой способ неизвестен. Виноградное сусло всегда предоставляется самопроизвольному брожению38. Почему бы не поступать так и с пивным суслом? Было бы ошибочно думать, что в производстве пива к внесению дрожжей прибегают только для того, чтобы усилить и ускорить брожение. Е(т0 было бы весьма спорным преимуществом. Пивовары вовсе не стремятся достигнуть быстрого сбраживания; они считают его скорее вредным для качества пива. Ответа на поставленный вопрос следует искать в возможности быстрой порчи сусла или, что то же, в легкости, с которой в нем самопроизвольно развивается постороннее брожение. Напротив того, в виноградном. сусле, вследствие его кислотности, присутствия в нем кислого виннокислого калия, благоприятствующего, повиди- мому, развитию возбудителей спиртового брожения, содержания в нем сахара и, быть может, вследствие еще каких-нибудь других * Мы лоаже вернемся к вопросу о скорости охлаждения сусла для того, чтобы показать, что она имеет значение также для последующего просветления пива
202 ЛУИ ПАСТЕР особенностей его состава, всегда идет по преимуществу чистое спиртовое брожение*. Болезни вина в начале производства проявляются только, если можно так выразиться, в скрытом состоянии. Вот почему виноград и может быть предоставлен самопроизвольному брожению. Если же поступить так с пивным суслом, то дело будет обстоять совершенно иначе. В некоторых случаях и в нем может развиться одно чистое спиртовое брожение, и производство пива пойдет нормально. Такие случаи, однако, бывают очень редко. Неизмеримо чаще самопроизвольное брожение сусла приводит к его скисанию или загниванию вследствие появления и развития микроорганизмов, вызывающих болезни. Необходимость внесения дрожжей обусловливается, значит, главным образом, тем, что сусло после охлаждения должно быть как можно скорее охвачено чистым спиртовым брожением, в результате которого только и получается настоящее пиво. На различных рисунках настоящего труда изображены ферменты спиртового брожения, которые пригодны для производства пива. Ферментами (возбудителями) болезней я называю все те ферменты, которые непригодны для производства пива и которые самопроизвольно, т. е. без всякого засева, появляются среди ферментов—возбудителей собственно спиртового брожения.- Называя определенные микроорганизмы ферментами (возбудителями) болезней, мы руководствуемся соображениями скорее практического, чем научного характера, в связи с тем, что их размножение сопровождается появлением кислых, гнилостных, слизистых или горьких веществ, неприятно действующих на вкус пива. С физиологической же точки зрения все рассматриваемые нами микроорганизмы равноценны. Ботаник и ученый, созерцатели природы,—должны с одинаковым вниманием относиться к полезным и вредным растениям, потому, что все они подчинены одним и тем же законам природы и все заслуживают изучения. Промышленность и гигиена предъявляют, однако, другие требования39. На таблице I (фиг. 19) изображены различные возбудители болезней пива. Чтобы дать понятие об их относительной величине, к ним присоединено несколько клет к дрожжей спиртового брожения. № 1. Микроорганизмы скисшего пива. Палочки или нити, простые или членистые, в виде цепочек различной длины, диаметром около одной тысячной миллиметра. При сильном увеличении они оказываются состоящими из ряда более коротких палочек, едва зарождающихся и еще неподвижных в их сочленениях, которые только намечаются» № 2. Сусло и пиво с молочнокислым брожением. Маленькие, слегка перетянутые посередине микроорганизмы, большей частью изолированные, изредка соединенные в цепочки по два, по три членика. Диаметр их несколько больше, чем у нитей № 1. № 3. Сусло и пиво с гнилостными процессами. Подвижные вибрионы, обладающие большей или меньшей быстротой движения, в зависимости от температуры. Диаметр их изменчив, но в общем * Это было бы так, если бы даже виноградное сусло не являлось натуральным, не подвергшимся варке соком и подверглось бы, как пивное сусло, действию высокой температуры.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 203 больше диаметра двух предыдущих организмов. Они легко появляются в сусле и пиве в начале брожения, если брожение протекает медленно, но большей частью они встречаются только при очень неудовлетворительном производстве пива. 1 7 2 6 3 5 4 Фиг. 19. Таблица I. Главные возбудители болезней сусла и пива. № 4. Вязкое сусло и так называемое тягучее пиво. Четки из почти сферических телец. Зтот фермент редко встречается в сусле, еще реже в пиве. № 5, Прокисшее пиво с запахом уксуса. Четки из члеников Mycoderma aceti, чрезвычайно похожие по виду на членики молочнокислого фермента (№ 2), особенно, если их рассматривать в первых стадиях их развития. Вопреки внешнему сходству, физиологические функции этих двух групп микроорганизмов совершенно различны. № 7. Пиво, обладающее особой кислотностью, несколько напоминающей кислотность незрелых плодов, со своеобразным запахом. Зерна,' похожие на маленькие сферические точки, соединенные в квадратики по две или по четыре. Они сопутствуют обыкновенно нитям № 1, но являются более опасными, так как нити № 1 сами по себе не особенно портят качество пива. При наличии № 7, одного или в соединении с нитями № 1, пиво приобретает кислый вкус и запах, делающие его отвратительным. Мне пришлось исследовать образцы пива, зараженные исключительно этими организованными фермента-
204 ЛУИ ПАСТЕР ми без смеси с другими, так что я мог получить представление о пагубном действии, которое они оказывают на сусло. № 6. Осадок, присущий суслу, который не следует смешивать с осадками ферментов болезней. Последние всегда имеют явную организацию, тогда как первыс аморфны. Впрочем, имея перед глазами лишь несколько гранул, не всегда легко решить, с каким из двух осадков приходится иметь дело. Аморфный осадок вызывает муть в сусле во время" охлаждения. В пиве он обычно отсутствует, так как остается в чанах или холодильниках или же примешивается к дрожжам во время брожения и удаляется вместе с ними. Среди бесформенных зерен № 6 встречаются маленькие шарики различных размеров и совершенно правильной формы. Это—маленькие шарики из смолистого красящего вещества, которые мы часто находим на дне бутылок или бочек старого пива, а иногда в сусле, долго хранившемся по методу Аппера40. Они имеют вид организмов, но на самом деле не являются таковыми. В моих «Исследованиях о вине» я уже указывал на то, что красящее вещество вина в конце концов может отлагаться в такой форме. Понятно, что все разнообразные организованные ферменты, изображенные на таблице I, должны быть основательно изучены с точки зрения их способности вызывать различные брожения. Для этого необходимо изучить деятельность каждого из них в отдельности, т. е. исследовать брожения, которые можно было бы назвать чистыми.Достигнуть этого хотя и трудно, но все же возможно, применяя описанные ниже методы. Все эти ферменты болезней имеют общее происхождение. Зародыши их бесконечно малой величины, с трудом различимые даже под микроскопом, находятся в пыли, носящейся в воздухе, или в сырье, применяемом в производстве, В практике бродильного дела сильно проявляется, хотя и без ведома пивовара, скрытое влияние этих ферментов болезней. За последние 30 лет пивоварение подверглось радикальному преобразованию, особенно на европейском континенте. Это преобразование сводится, прежде всего, к коренному изменению способов брожения. В прежнее время известен был только один способ производства пива, теперь их существует два: верхнего и нижнего брожения. Кроме того, существует ряд сортов пива, которым дают особые названия, в зависимости от степени их крепости и от цвета. Так, в Англии изготовляют портер, эль, пэль-эль, крепкий портер, горькое пиво и т. п., хотя там существует только один вид пива: все английское пиво производится путем верхнего брожения. Дадим в нескольких словах описание разницы между этими двумя видами брожения. В прежнее время все пиво получалось путем верхнего брожения. Пивное сусло, охлажденное в баках, поступает в большие открытые чаны, при температуре около 20° С. В них задают закваску (дрожжи). После начала брожения, когда на поверхности жидкости образуется тонкая белая пена, сусло переливают в небольшие бочки, вместимостью от 50 до 100, чаще всего в 75 л, неточно называемые четвертями. Эти бочки ставят в погреба или подвалы при температуре в 18—20 ° С. Брожение скоро вызывает образование пены, которая все
ИССЛЕДОВАНИЕ О ПИВЕ 205 увеличивается и становится все более вязкой и густой благодаря накоплению в ней дрожжей. Дрожжи стекают по наклону бочек из шпунтовых отверстий в общий жолоб, расположенный под бочками. Оттуда и берут закваску (дрожжи) для последующих брожений. Дрожжи получаются всегда в количестве, превышающем то, которое было задано, так как во время брожения они сильно размножаются. Увеличение их веса различно, смотря по весу внесенных дрожжей и составу сусла. При обычных условиях пивоваренного производства, когда вес дрожжей составляет приблизительно одну тысячную долю веса сусла, количество их увеличивается, как говорят, в 5—7 раз, в зависимости от большей или меньшей густоты сусла, от количества хмеля, от действия кислорода воздуха и от веса заданных дрожжей. Брожение продолжается от трех до четырех дней. После этого пиво можно считать готовым, так как брожение его заканчивается, и пиво осветляется. Бочки могут быть закупорены и отправлены торговцу или потребителю*. Осевшие в некотором количестве на дне бочек дрожжи вызывают, правда, во время перевозки образование в пиве некоторой мути, но достаточно нескольких дней покоя, чтобы пиво снова сделалось прозрачным и пригодным для питья или разлива* Из всего изложенного видно, что выражение «верхнее брожение» применяется к данному способу в связи с довольно высокой температурой брожения, которая в результате неизменно сопровождающего брожение выделения тепла повышается с 19—20° до 20—21°**. Впрочем, это не единственное соображение, заставившее принять данное название. Мы уже отметили, что дрожжи поднимаются наверх и почти целиком вытекают через шпунтовое отверстие бочки. Этот-то факт и имел решающее значение для выбора слов верхнее брожение и пиво верхнего брожения, характеризующих ход брожения и качество пива. Я повторяю, раньше все пиво получалось при помощи этого вида брожения, и в настоящее время этот способ употребляется еще * На некоторых заводах, а именно—в Лионе, верхнее брожение проводится в больших чанах при температуре около 15°. Дрожжи образуют шапку на поверхности бродящего сусла; ее снимают и складывают тут же в плоские лохани. Маленькими бочками не пользуются. ** Исходная температура сусла должна регулироваться в зависимости от количества сусла, подвергающегося брожению. На английских пивоваренных заводах, где оперируют со значительными количествами сусла, теплота, развивающаяся во время брожения, подняла бы температуру настолько, чго это испортило бы качество пива, если бы дрожжи вводили при температуре \\.° или 20° С.\ Вот температуры, применяющиеся на больших пивоваренных заводах .Лондона в момент ведения дрожжей. Для обыкновенного элл GO0 F = 15,5° С Для пэль-эля 58° F = 14,4° С Для портера 64° F = 17,8° С Первое брожение осуществляется в больших чанах, откуда пиво переходит в чаны значительно меньшей вместимости, где оно заканчивает брожение, просветляясь при осаждении дрожжей. Для белого пива высшего качества температура брожения не должна превышать 72° F = 22,2° С; некоторые пивовары не поднимают ее даже выше 18°. Температуру поддерживают током холодной воды, которая циркулирует в змеевике, помещенном в чанах или бродильных бочках. Для портера, начальная температура которого равняется 64° F=17,8° С, в чанах она иногда поднимается до 78° F = 25,5 С; но это уже темперитура, которой следует опасаться»
206 ЛУИ ПАСТЕР на пивоваренных заводах Великобритании, где пиво нижнего брожения неизвестно. Нижнее брожение представляет собою медленное брожение при низкой температуре, в течение которого дрожжи оседают на дно чана или бочки. Пивное сусло после охлаждения поступает в деревянные открытые чаны. Охлаждение доводится до 6—8° С, и температурп поддерживается на таком уровне при помощи конусообразных или цилиндрических поплавков, погружаемых в бродильные чаны; эти поплавки наполняются льдом, если того требует окружающая температура, что неизбежно случается летом. Брожение продолжается десять, пятнадцать и даже двадцать дней, и дрожжи, образующиеся в меньшем количестве, чем при верхнем брожении, после перекачивания пива оседают на дно бродильного чана; частично они употребляются для последующих брожений. Выражение нижнее брожение характеризует, с одной стороны, низкую температуру брожения, а с другой —скопление дрожжей внизу, а не вверху бродильных чанов. Пиво нижнего брожения, которое бывает различных сортов, в зависимости от цвета и богатства сусла экстрактивными веществами, впервые стало изготовляться в Баварии*. Оно пришлось по вкусу потребителю и это, наряду с некоторыми преимуществами в торговле, и вызывало все большее и большее расширение его производства. Можно сказать, что в настоящее время Австрия, Бавария^ Пруссия и другие страны всецело перешли на новый способ производства. В Moniteur de la Brasserie от 23 апреля 1871 года я нашел следующие знаменательные строки относительно развития за границей на кои - тиненте производства пива нижнего брожения. «Число пивоваренных заводов, производящих пиво верхнего брожения, значительно уменьшается, тогда как число заводов, в которых применяется нижнее брожение, непрестанно возрастает. В Богемии существовало пивоваренных заводов, применявших верхнее брожение: в 1860 году—281, в 1865—81, а в 1870—только 18. Наоборот, число пивоваренных заводов, применявших нижнее брожение, в 1860 году равнялось там 135, в 1865—459, а в 1870—831. Что же касается пивоваренных заводов, производящих оба вида пива, то в 1860 году их было 620, в 1865—486 и в 1870—119. Общее число пивоваренных заводов, действующих в настоящее время в Богемии, равняется 968». В чане для пэль-эля, вместимость которого равнялась 200 бочкам в 36 галлонов (галлон равен 4,543 л), прибавляли 600 фунтов влажных дрожжей консистенции густого теста. Считалось, что через сорок шесть часов аттенуация достаточна, и тогда в бочки переводилась вся масса, температура которой достигала тогда 72° F=22,0° G вместо 14,5° С, как это было в момент внесения дрожжей. Большие чаны, где начинается брожение, могут рассматриваться как бродильные чаны первого брожения французских пивоваренных заводов верхнего брожения. Бочки, в которых заканчивается брожение и оседают дрожжи, заменяют четверти (маленькие бочки). Несмотря на громадные размеры английского производства (бродильные чаны, например, для портера, достигают иногда вместимости от 2 000 до 3 000 л), объем бочек, о которых идет речь, никогда не превышает 15—20 гл, и даже в Бертоне, на знаменитых пивоваренных заводах Алсоп и Басе, приготовление пэль-эля заканчивается в бочках, объем которых меньше 10 гл, хотя средняя производительность этих огромных заводов достигает 3 000— 4 000 гл пива в день. * В Эльзасе, как я слышал, впервые были применены поплавки со льдом, что позволяло работать способом нижнего брожения даже летом.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 207 Франция переживает еще переходный период, хотя производство пива нижнего брожения увеличивается с каждым годом за счет производства пива верхнего брожения. Я не буду распространяться о некоторых различиях между этими двумя видами пива, различиях, зависящих от приемов приготовления йот состава сусла. Замешивание пива верхнего брожения производится за один раз ручным или механическим способом, тогда как пиво нижнего брожения подвергается ряду последовательных затираний при постоянно возрастающей температуре. Это отличие, равно как и то, которое вызывается более длительным кипячением сусла верхнего брожения, обусловливает разницу в составе и цвете сусла. Поэтому пиво нижнего брожения называют иногда светлым пивом, в противоположность пиву более темной окраски, которое называют темным пивом. Наконец, пиво нижнего брожения во Франции называют иногда немецким или страсбургским пивом. Легко представить себе, какие глубокие изменения внес новый способ производства при помощи нижнего брожения в устройство и работу пивоваренных заводов. Пиво нижнего брожения должно не только изготовляться, но и храниться при низкой температуре. Из этого вытекает необходимость применения ледников, где температура в течение всего года должна поддерживаться на уровне 5—6° и даже 1°—2°—3° R, что требует огромных запасов льда и обширных помещений для бочек с пивом. Пиво нижнего брожения представляет собою так называемое лагерное пиво, которое изготовляют преимущественно зимой, пользуясь низкой температурой, и сохраняют в холодных погребах до весны или лета, когда потребление пива значительно повышается. Количество льда, необходимое для хранения пива высокого качества с момента охлаждения сусла и до продажи, исчисляется, самое меньшее, в 100 кг на гектолитр*. При производстве пива верхнего брожения не приходится сталкиваться с такими требованиями, осложнениями в работе и затратами на помещение. Весь процесс производства пива, считая и его доставку, требует не более недели. Чем же объясняется постепенный, уже осуществленный в большей части Европы, переход от простого, быстрого и сравнительно дешевого способа производства к другому способу, во многих отношениях столь невыгодному для промышленности? Ошибочно было бы считать 'единственной причиной этого лучшее качество пива нижнего брожения. По# мнению большинства потребителей, такое преимущество действительно существует, но одно оно еще не может объяснить коренного преобразования производства. Доказательством последнего является Англия, где нет, насколько мне известно, ни одного пивоваренного завода нижнего брожения и где, очевидно, существуют условия, благоприятствующие развитию производства пива верхнего брожения. Главное преимущество производства при низких температурах заключается в том, что пиво нижнего брожения не так легко портится * Один завод Дрейера в Вене (Австрия) расходует ежегодно 45 миллионов килограммов льда. Пивоваренный завод Зельдмейера в Мюнхене—около 10 миллионов килограммов (Journal des Brasseurs, номср от 22 июня 1873 г.).
208 ЛУИ ПАСТЕР и не так подвержено болезням, как пиво верхнего брожения, особенно во время пребывания его на пивоваренном заводе. Это ставит пивоваров в гораздо более благоприятные условия, чем было в прежнее время. Пользуясь льдом, можно производить пиво зимою и ранней весною, пуская его в продажу только летом*. При производстве же при высокой температуре получается, наоборот, пиво, которое должно быстро итти в потребление. Поэтому необходимо приготовлять его по мере спроса, колеблющегося в зависимости от атмосферных условий. С коммерческой точки зрения это весьма неблагоприятно. Промышленность требует большей устойчивости и большего единообразия как в производстве, так и в сбыте товара. При производстве пива нижнего брожения, которое может быть изготовлено в большом количестве в одно время года, а пущено в продажу в другое, эти неудобства устраняются. Однако почему же применение льда и дрожжей, способных бродить при низкой температуре, может и >вести к указанным преимуществам и к лучшей сохранности пива? Причина заключается в том, что все упомянутые выше ферменты {возбудители) болезней пива редко появляются при температуре ниже 10°; при таких температурах они становятся недеятельными. Этот простой факт из области физиологии растений и обусловливает необходимость применения низких температур на пивоваренных заводах. Мне только раз удалось наблюдать в сусле слабое-развитие гнилостных бактерий при 5° С. Следовательно, мы видим и в данном случае, что производство пива и изменения, внесенные в него в текущем столетии, непосредственно зависят от возможности возникновения болезней как во время самого производства, так и при хранении пива. Надо думать, что английское производство. не перешло еще на пиво нижнего брожения, главным образом, из-за невозможности расширить в городах, подобных Лондону, размеры пивоваренных заводов в той мере, в какой этого требует новый способ пивоварения. Даже если потребитель будет настаивать на пиве нижнего брожения, английские пивовары еще долго не решатся преобразовать свои заводы. Это сопряжено для них со слишком крупными издержками и с громадными, чтобы не сказать непреодолимыми, затруднениями в устройстве заводов. Если такие изменения когда- нибудь и произойдут, то уже, конечно, не в самом Лондоне. Необходимо отметить, что, не переходя на нижнее брожение, английское пивоварение все же ввело в производство существенные, усовершенствования, особенно в отношении регулирования температуры брожения, которая, во избежание порчи качества про- * Надо все же понимать, что все сказанное мной об относительной устойчивости обоих сортов пива правильно лишь в силу тех способов, которые применяются при производстве этих сортов: применение холода во время нижнего брожения и хранение пива нижнего брожения в ледниках. На самом деле, если принимать вещи в их абсолютном значении, пиво нижнего брожения легче портится, чем пиво верхнего. Если в торговой практике легче портится последнее, то это происходит вследствие применения холода на заводах нижнего брожения. Пивоваренный завод с годичной производительностью в 10 000 гл потребляет в среднем 8 000 метрических центнеров льда. Сюда надо еще прибавить лед, требующийся для продажи пива нижнего брожения, которое принято пить холодным, около 12° С. Таким образом приходим к ранее указанной цифре в 100 кг на гектолитр.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 209 дукта, должна поддерживаться в тесных и строгих рамках. Нетрудно доказать, что усовершенствования эти были вызваны все той же необходимостью предупредить болезни пива, хотя пивовары не могли еще себе в этом дать отчета. Я должен тут же заметить, что, кроме дрожжей верхнего и нижнего брожения, существуют некоторые другие виды дрожжей спиртового брожения, из которых каждый может дать особый сорт пива. Среди этих сортов пива попадаются сорта с недостатками во вкусе, аромате или в прозрачности. Предположим, что при производстве пива с помощью определенных дрожжей, дающих пиво очень хорошего качества, появляются посторонние дрожжи, при брожении которых получается несовершенный продукт. Пиво от этого пострадает, что даст повод заподозрить существование какой-нибудь болезни. Однако в этом случае под микроскопом нельзя будет найти посторонние организмы из числа тех, на которые мы указывали выше. Причину порчи в данном случае можно установить только путем изучения самих дрожжей. Этот случай, имеющий для производства большое значение, будет разобран ниже. Рассматривая условия торговли пивом и сбыта его в местах потребления и экспорта, мы сталкиваемся опять-таки с рядом практических приемов, объясняемых легкостью порчи этого напитка. Укажу на некоторые из таких приемов. Вне ледника пиво следует держать в бочках очень небольших размеров и опоражнивать их возможно скорее, так как пиво не выносит продолжительного пребывания в открытых сосудах: оно покрывается налетом Mycoderma vini или Mycoderma aceti. Если пиво разливается в бутылки, то необходимо, чтобы количество цоследних не превышало того, которое может быть израсходовано в течение месяца или самое большое, шести недель. Даже самый способ разлива в бутылки определяется малой стойкостью пива*. После разлива бутылки в течение суток или двух должны оставаться в лежачем положении, затем их следует ставить стоймя. Это объясняется тем, что воздух, находящийся между пробкой и жидкостью, может вызывать появление плесени. Когда бутылки лежат, кислород воздуха поглощается содержащимися в пиве способными к окислению веществами, и опасность появления пле- сенд исчезает. Оставлять бутылки в лежачем положении более продолжительное время нельзя, так как в таком случае, дополнительное брожение может вырвать пробки. Наконец, при стоячем положении дрожжи оседают на дно, а не на стенки бутылок. * Некоторые фирмы, чтобы предохранить пиво в бутылках от порчи, прибавляют в каждую бутылку в момент ее наполнения небольшое количество бисульфита кальция. Другие—нагревают бутылки до 55°. На севере Германии и в Баварии со времени опубликования моих «Études sur le vin» и некоторых статей Вельтена (Velten) этот прием нашел широкое применение Этому способу дали даже название пастеризации, желая отдать должное сделанному мной открытию причин порчи сброженных напитков и верного способа их предохранения путем предварительного прогревания. К несчастью, этот способ значительно меньше применим к пиву, чем к вину, так как специфический вкус пива от него портится, особенно когда оно приготовлено применяющимися в настоящее время способами. Этот эффект менее чувствителен для пива, приготовленного по способу, излагаемому мною в этой работе. Л. Пастер. 14
210 ЛУИ ПАСТЕР При дальних перевозках лагерного пива его надо отправлять в вагонах-ледниках, иначе в нем может начаться слишком сильное брожение или могут появиться болезни. Пиво верхнего брожения нельзя перевозить на дальние расстояния. На его перевозку решаются только в том случае, если содержание хмеля в нем сильно увеличено, так как хмель действует в известных отношениях антисептически и задерживает появление болезней*. Вывоз английского пива в Индию и на континент уменьшился или, вернее, не увеличился в той мере, в какой этого ожидали. Торговля повела к большим убыткам. Один английский пивоваренный завод потерял 1 200 000 франков только на одном отправленном грузе, потому что по прибытии в Индию все пиво оказалось скисшим. В жарких странах пивоваренных заводов совершенно нет, несмотря на то, что там пиво могло бы находить легкий сбыт, так как оно в большую жару является чрезвычайно приятным напитком, особенно если его температура на несколько градусов ниже температуры воздуха. Пивоварение там сопряжено с огромными расходами, так как требует усиленной затраты льда в связи с необычайной легкостью порчи пива. Пиво называют напитком северных стран (население которых, лишенное в связи с климатическими условиями виноградников, искало возможности заменить вино напитками, изготовляемыми из имеющегося у него в изобилии зерна). Это до известной степени справедливо, хотя и не подлежит сомнению, что родиной пива является страна очень жаркая—Египет, откуда впоследствии пиво распространилось по Европе. Его называли пелусским вином, по имени города Пелусия на берегах Нила, где производилось пиво, качество которого оценивалось очень высоко**. В жарких странах, даже в тех, где имеются виноградники, потребление пива было бы, несомненно, очень велико, если бы напиток этот мог переносить сильную жару***. В настоящее время пиво в большом количестве производится в английской Индии, разумеется, при условии значительных затрат льда. Таким образом, опасности, обусловленные малой стойкостью сусла и пива, регулируют все условия производства и торговли пивом, являясь причиной всех практических изменений и усовершенствований в пивоварении, осуществленных с начала XIX столетия. * Я приведу убедительное доказательство влияния хмеля на организмы брожения. Hеохмеленное сусло портится после нагревания до 60—70° С. В нем легко развивается маслянокислое брожение. Охмеленное же сусло становится устойчивым, когда его нагревают до этой температуры. ** См. об этих исторических деталях «l'Encyclopédie» (3 édition), Genève, 1778, in—4°, статью Bière, tome V, p. 49. *** Франция имеет преимущества в отношении производства вина, и все же потребление пива в ней ежегодно возрастает. В 1873 году количество обложенного налогом пива достигло 7 413 190 гл, что принесло казне 20 165 136 франков дохода. Эти цифры взяты из доклада, опубликованного в 1875 году инспектором финансов Жакем. Между прочим он отмечает, что 7 413 190 гл включают только пиво, за которое был уплачен налог. Надо было бы прибавить сюда еще пиво, приготовленное незаконно, тайно, количество которого Жакем исчисляет, правда, быть может, с некоторым преувеличением, равным двум третям всего производства. (Impôt sur les bières, rapport fait par M. Jacquême, ...concernant les modifications qu'il parait utile d'apporter à la législation de l'impôt sur les bières. Lille, 1875.)
Глава II ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИЧИН БОЛЕЗНЕЙ ПИВА И СУСЛА, СЛУЖАЩЕГО ДЛЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ Все изложенное в предыдущей главе с достаточной убедительностью, мне кажется, говорит о том, что производство пива, устройство пивоваренных заводов и вообще все практические приемы пивоварения находятся в непосредственной зависимости оттого факта, что пиво и сусло являются легко портящимися продуктами. Основательное знакомство с причинами и природой этой порчи было бы поэтому крайне важно. Оно заставило бы, вероятно, по- новому подойти к условиям пивоваренного производства и дало бы возможность, быть может, изменить в выгодную сторону его практические приемы. Однако мы напрасно стали бы искать такого рода сведения в многочисленных трудах по пивоварению. Мы встретим там, в лучшем случае, несколько смутных указаний на существование болезней, которым пиво может подвергаться во время производства или по его окончании, и несколько эмпирических рецептов для уничтожения вызванных этим вредных последствий. Я попытаюсь со всей строгостью обосновать высказанное мною в предыдущей главе мнение, что всякая порча пивного сусла и пива вызывается исключительно развитием организованных ферментов, зародыши которых находятся в пыли, носящейся в воздухе или осевшей на различных материалах и принадлежностях, как охладительные баки, чаны, лопаты, бочки, одежда рабочих, вода, дрожжевая закваска, солод и т. п., применяемых в производстве. Положение это, как мы видим, совершенно тождественно с тем, которое я выдвинул относительно болезней вина*. Под названием болезней сусла и пива я подразумеваю их глубокую порчу, которая изменяет их в такой степени, что они становятся неприятными на вкус, особенно после некоторого хранения; пиво оказывается горьким, терпким, кислым, ослизненным, гнилостным и т. п. Неправильно было бы называть болезнями недостатки в качестве пива, обусловленные ошибками производства, неопытностью * В моих «Études sur le vin» (1866 г.) уже помещены первые основы этого положения применительно к пиву. 14*
212 ЛУИ ПАСТЕР пивовара, составом сусла, особенностями закваски (дрожжей) или недоброкачественностью сырья. Установлено, например, что пиво нижнего брожения при современных способах производства приобретает приятный вкус только при условии, если оно приготовляется при температурах ниже 10°. Приготовленное при 10 или 12° С или еще выше, оно утрачивает тонкий вкус, высоко ценимый потребителем, оставаясь при этом столь же здоровым, как и хорошее пиво, подвергавшееся брожению при 6 или 8° С. Такое пиво следует считать более низким по качеству; неправильно было бы называть его больным, потому что никакой болезни в этом случае не существует. § 1. ВСЯКАЯ ПОРЧА ПИВА, ВЫЗЫВАЕМАЯ БОЛЕЗНЯМИ, СОВПАДАЕТ С РАЗВИТИЕМ МИКРОСКОПИЧЕСКИХ ОРГАНИЗМОВ, ЧУЖДЫХ ПО ПРИРОДЕ ПИВНЫМ ДРОЖЖАМ В СОБСТВЕННОМ СМЫСЛЕ СЛОВА Существует ряд способов, при помощи которых можно доказать справедливость выдвинутого мною положения о причинах болезней сусла и пива. Вот один из наиболее простых. 400 1 Фиг. 20. Таблица II. Кислое пиво. Вид осадка под микроскопом. Возьмем несколько бутылок самого лучшего пива. Поместим бутылки в водяную баню и доведем температуру до 60° С. После охлаждения будем хранить их вместе с бутылками, не подвергшимися нагреванию. Через несколько недель, немного раньше или позже, в зависимости от температуры и характера пива, мы увидим, особенно
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 213 в жаркое время, что пиво во всех ненагретых бутышгках становится больным, иногда даже совершенно негодным к употреблению. Произведем сравнительное исследование осадков в нагретых и ненагретых бутылках. Легко убедиться, что в последних к дрожжам собственно спиртового брожения примешаны посторонние организмы, простые или состоящие из члеников, имеющие большей частью тонкую, нитевидную форму, как указано на таблице II (фиг. 20). Рисунок представляет осадок иэ ненагретых бутылок, взятых для сравнения с одинаковым количеством бутылок того же пива, нагретых 8 октября 1871 г. Пивоу которое 8 октября 1871 года было нагрето до 55° С, к 27 июля 1872 года оставалось совершенно здоровым, вкусным и все еще цродолжало бродить. Путем точных опытов мне удалось установить, что дрожжи спиртового брожения переносят нагревание пива до 55° С, не утрачивая способности к развитию, а только замедляя его. Организованные же ферменты, возбуждающие болезни, при таких условиях погибают, как это наблюдается и в вине. Непро- гретое пиво оказалось, напротив, настолько испорченным, что пить его было невозможно. Количество летучих кислот было в нем в 5 раз выше, чем в прогретом; последнее содержало на 0,5% больше спирта. В осадке из нагревавшихся бутылок тоже встречались нитевидные ферменты, вызывающие болезни, но в таком ничтожном количестве, что для обнаружения хотя бы одного их них приходилось порою просмотреть несколько полей зрения микроскопа. Эти нити существовали в пиве и до' нагревания: последнее убило их, не изменив, однако, в сколько-нибудь заметной мере их формы и величины. Под влиянием высокой температуры они потеряли способность размножаться и воздействовать на вещества, входящие в состав пива*. Видоизменяя опыты, нетрудно убедиться, что в здоровом на вкус пиве нитевидные или другие посторонние микроскопические организмы находятся в почти неуловимых количествах и что они могут быть обнаружены в пиве при первых неблагоприятных изменениях его качества. Большее или меньшее обилие их зависит обычно от интенсивности болезни. Мне приходилось слышать, хотя сам я и не наблюдал этого, что в очень редких случаях пиво хорошо сохраняется в бутылках даже без нагревания. Такие исключительные случаи возможны, если пиво особого состава, с высоким содержанием хмеля, изготовляется в самое благоприятное время года—в ноябре или декабре— из очень доброкачественного сырья и при этом брожение вызывается случайно чистыми дрожжевыми заквасками. Осадок такого пива даже через несколько месяцев или лет будет содержать только одни обыкновенные спиртовые дрожжи, за счет деятельности которых в пиве будет постепенно увеличиваться содержание спирта и уменьшаться * Так как осадок в прогретых бутылках обычно очень незначителен, то следует собирать его с некоторыми предосторожностями. Бутылки приподнимают. После нескольких дней спокойного стояния их содержимое очень медленно декантируют, стараясь как можно меньше его взбалтывать. Когда на дне бутылки остается лишь 1 или 2 куб. см жидкости, ее сильно встряхивают для того, чтобы в этом небольшом количестве собрать весь осадок со дна и со стенок, и именно каплю этой жидкости рассматривают под микроскопом.
214 ЛУИ ИАСТЕР количество декстрина. Такое пиво будет стареть, как вино, оставаясь виолне; здоровым. Производство, несмотря на старания пивоваров, очень часто- страдает от появления организованных ферментов, вызывающих болезни. Исправлять дело начинают только после того, как порча становится настолько заметной, что вызывает жалобы потребителей* Тогда пивовар, желая переменить дрожжи, прибегает к любезности собрата. Это весьма распространенный обычай, соблюдение которого приносит обоюдные выгоды. Пивовар^ производство1 которого стоит на должной высоте, прекрасно знает, что завтра и ему тоже, может быть, придется менять дрожжи. Я не раз имел случай убедиться в том, что необходимость перемены дрожжей вызывалась чаще всего порчей пива, обусловленной .ф присутствием возбудителей болезней.· Неожиданное - ® f ^ размножение последних являлось результатом ка- "ф ® ® кой-либо, большей частью, бессознательной небреж- ф ciLp Jr ности в производстве или вызывалось климатически- @:®«з> ® / ми условиями. Если мы вспомним, что дрожжи ©' ® тР @ представляют собой живые существа и что питатель-- .Φ т ная среда, в которой они развиваются, или вода, в ® © которой они находятся, в той же степени л ρ иго дна Фиг, 21. для развития многих других микроскопических существ, то нам покажется гораздо более удивительной относительная чистота дрожжей, чем возможность их загрязнения. При помощи микроскопических наблюдений во многих случаях возможно констатировать появление порчи гораздо раньше, чем обнаружится ее разрушительное действие, которое всегда влечет за собою большие убытки*.- В подтверждение только что сказанного я приведу следующие факты. В сентябре 1871 года мне было разрешено посетить большой лондонский пивоваренный завод. Исследование дрожжей под микроскопом было там совершенно неизвестно. Я просил позволения провести его в присутствии директоров завода. Прежде всего я исследовал дрожжи портера, взятые из трубопровода бочек, в которых происходило дображивание. Я обнаружил в этих дрожжах присутствие больших количеств одного из возбудителей болезней (фиг. 21). Из этого следовало, что производство портера в данном случае оставляло желать многогоi быть может, уже с давних пор. И действительно, мне сказали,- что в тот самый день была привезена новая закваска с другого лондонского завода. Я исследовал ее под микроскопом. Она оказалась несравненно более чистой, чем предыдущая. Если бы пивовары, о которых идет речь, пользовались микроскопическими исследованиями, они были бы предупреждены о плохом состоянии своего производства заранее, до того момента, когда они убеждались в этом либо благодаря жалобам клиентов, либо по тем или другим неприятным обстоятельствам, вынуждавшим их менять закваску. * За время, протекшее с появления моих исследований о вине и об опасности появления «микроскопических паразитов» * некоторые просвещенные пиво-^ в ары уже успели извлечь для себя из моих заключений большую пользу.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 2№ Я просил, далее, показать мне образцы дрожжей других сортов пива в периоде брожения, а именно-^светлого пива (вроде эля) и пэль-эля. Вот рисунок (фиг. 22), который я сделал с натуры* Здесь также видны нити, вызывающие скисание пива. Мне интересно было затем исследовать белое пиво, которое 'было приготовлено брожением, предшествовавшим тому> которое сейчас происходило и дрожжи которого я рассматривал; Мне показали два сорта в бочках, из которых одна была уже освег тлена, другая—нет. В этой последней пиво оказалось довольно мут? ным, и я сразу же, рассмотрев одну каплю, обнару- жил в каждом поле зрения микроскопа по три или О ^° четыре нити. Пиво в осветленной бочке было почти . О OJD&. прозрачно, но лишено блеска; в нем содержалось g 0° 0 ^ О около одной нити в поле зрения. Я заявил в при- ^о с>°п ©" сутствии главного пивовара, что оба сорта пива ~ δοΘ4 q скоро испортятся, что их необходимо как можно 0, ή £> быстрее пустить в продажу и что, пожалуй, они °. о _ · должны быть уже не совсем хороши на вкус, с чем У° О ° все и согласились, хотя и не без долгого колебания. Фиг. 22. Я приписываю, впрочем, это колебание исключительно осторожности, свойственной всякому заводчику, принужденному сознаться в том, что его товар не безукоризнен. Мне принесли немного клея, употребляемого на заводе для осветления: он был полон теми же нитями, вызывающими болезни. Я задал тогда окружающим несколько вопросов относительно размеров убытков, которые приносит порча пива. Мне приходилось слышать, что продажная стоимость пива разнится так сильно от себестоимости исключительно из-за убытков, вызываемых порчей больших количеств пива; некоторые даже считали, что размер их в среднем доходит до 20% стоимости всего производства. Сначала ответы были довольно неопределенны. Однако поняв, очевидно, что сведения, сообщенные ученому, могут принести практическую пользу, они признались в конце концов, что в их запасах имеется большое количество пива, испортившегося в бочках, самое большое, через две недели после изготовления. Когда первый шаг был таким образом сделан, они проявили сильное желание узнать причину порчи, сделавшей пиво совершенно негодным к употреблению. Я исследовал это пиво под микроскопом и сначала не нашел возбудителей болезней. Сообразив, однако^ что вследствие длительного хранения пиво должно было осветлиться и что микроорганизмы, перейдя в инертное состояние, должны были скопиться на дне огромных вместилищ, я начал исследовать осадки со дна вместилищ. Они состояли исключительно из болезнетворных нитей, без малейшей примеси округлых клеток дрожжей спиртового брожения. Дополнительное брожение пива было, таким образом, брожением, в котором принимали участие исключительно возбудители болезни. Сходство между данными нитями и теми, которые были примешаны в гораздо меньшем количестве к клеткам дрожжей при предшествующих наблюдениях, чрезвычайно сильная порча пива при большом количестве таких нитей в поле зрения микроскопа, гораздо меньшая порча при наличии единичных нитей—все это заставило
216 ЛУИ ПАСТЕР присутствующих окончательно убедиться в том, что плохое качество их пива зависело именно от тех причин, которые я только что научил их распознавать. Не прошло и недели, как, посетив еще раз этот завод, я узнал, что там уже был приобретен микроскоп и что закваски были заменены новыми для всех сортов пива. Бывают периоды вначале весны, летом и осенью, когда пивоварение очень затруднено. Летом высокая температура препятствует брожению дрожжей, в начале осени сырье является менее доброкачественным; в связи с неблагоприятными условиями оно может изобиловать различными паразитами. Все эти обстоятельства способствуют быстрому развитию ферментов болезней. § 2. ОТСУТСТВИЕ ПОРЧИ ПИВНОГО СУСЛА И ПИВА СОВПАДАЕТ С ОТСУТСТВИЕМ -ПОСТОРОННИХ ОРГАНИЗМОВ Способ, примененный мною для доказательства существования связи между болезнями пива и определенными микроскопическими организмами, не оставляет, мне кажется, сомнений в правильности выдвинутых этою положений. Каждый раз, когда микроскоп обнаруживает в пивных дрожжах, особенно во время брожения, организмы, чуждые спиртовому брожению в собственном смысле слова, пиво приобретает плохой вкус, в большей или меньшей степени, смотря по количеству и характеру этих микроорганизмов. Кроме того, если готовое пиво очень хорошего качества теряет с течением времени приятный вкус и делается кислыму то легко установить, что к осевшим на дно бочек или бутылок дрожжам, которые ранее были или казались с виду чистыми, мало-помалу присоединились нитевидные или другие посторонние микроорганизмы- Вот что вытекает из изложенных выше фактов. Однако предубежденные умы могут, пожалуй, предположить, что посторонние ферменты появляются вследствие болезненного состояния пива, вызываемого неизвестными причинами. Хотя защищать такую необоснованную гипотезу и очень трудног но все же я постараюсь подтвердить мои предыдущие наблюдения при помощи еще более доказательного метода исследования, показав., что пиво никогда не имеет плохого вкуса, если к ферменту брожения в собственном смысле этого слова не примешаны ферменты посторонних брожений. В отношении пивного сусла также будет показано> что как бы легко оно ни было подвержено порче, оно сохраняется нетронутым, если его защищать против вторжения микроскопических паразитов, для которых оно легко может служить источником питания и ареной для развития. . Применение указанного метода дает возможность окончательно подтвердить мое положение относительно того, что зародыши микроскопических организмов попадают в пиво либо из пыли, взвешенной в воздухе и оседающей на окружающие предметы, либо с посуды и других принадлежностей производства, либо из употребляемого в пивоварении сырья, несущего в себе зародыши, число которых может до бесконечности увеличиться при хранении на складах и солодовнях*. * Разведите в небольшом количестве воды горсть прорастающего ячменя из солодовни пивоваренного завода и рассмотрите под микроскопом каплю мут ной жидкости. Вы ужаснетесь исключительному обилию посторонних микро-
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 217 Возьмем (фиг. 23) стеклянный баллон А с длинным горлышкомг вместимостью в 250—300 куб. см, нальем туда охмеленного или неох- меленного сусла, вытянем горлышко, как показано на рисунке (Б), затем доведем жидкость до кипения так, чтобы пар со свистом выходил из загнутого конца трубки. Оставим жидкость охлаждаться без всяких дальнейших предосторожностей или, для большей надежности, снимая колбу с огня, вложим в открытый кончик трубки асбест, который, как и кончик трубки, можно предварительно провести через пламя*. Первые порции воздуха, входящие в колбу, соприкасаются с сильно нагретыми стенками и жидкостью, так что зародыши, находящиеся в пыли, погибают. Затем воздух поступает в колбу чрезвычайно медленно, настолько медленно, что это достаточно для того, чтобы пыль могла задержаться каплей воды, которую входящий воздух толкает перед собой по изогнутой трубке. К моменту, когда трубка высохнет, поступление воздуха настолько замедлится, что пыль начнет осаждаться на внутренних стенках изогнутой трубки. Опыты эти безусловно доказывают, что в такие, свободно сообщающиеся с воздухом сосуды внешняя пыль не проникает даже через десять или двенадцать лет (наибольшая продолжительность подобных опытов); жидкость, если она по природе прозрачна, нисколько не загрязняется ни на поверхности, ни в своей массе, тогда как снаружи стенки сосуда покрываются толстым слоем пыли. Это является неопровержимым доказательством того, что пыль не проникает в сосуд. При таких условиях пивное сусло не изменяется неопределенно долгое время, несмотря на то, что оно легко и быстро портится, если его оставляют открытым на воздухе таким образом, что в него может попасть носящаяся в воздухе пыль. То же самое относится к моче, бульону, виноградному суслу и вообще ко всем подверженным гниению и брожению жидкостям, нагревание которых до 100° С приводит к уничтожению микроскопических зародышей, находящихся в пыли. Такого рода баллона (фиг. 23) достаточно, когда дело идет о доказательстве фактов, о которых я только что упомянул и которые подробно описаны в моем мемуаре о самопроизвольном зарож- скопических организмов, которыми кишат поверхность зерна и влажный пол солодовни., Так как они связывают много кислорода, то нет никакого сомнения, что они своим присутствием вредят прорастанию ячменя, не говоря о том, что они подкисляют всю массу и подвергают ее порче. * В этих опытах маленький пучок асбестовых нитей кладется лишь для большей предосторожности. В моих прежних опытах по вопросу о так называемом самопроизвольном зарождении, опубликованных в 1860—1862 годах, я им не пользовался и не испытал от этого ощутимых неудобств. Теперь я его употребляю. Новая предосторожность никогда не является лишней в такого рода исследованиях. Кроме того, присутствие этого асбеста надежным образом предохраняет от попадания насекомых. Я долгое время сохранял баллон, в оттянутом изгибе которого находилось насекомое. Я убил его, проведя трубку через огонь, в тот момент, когда оно подвигалось по направлению к жидкости. Совсем недавно Кальмет (Calmettes), молодой инженер из École Centrale, занятый в Тантовилле на пивоваренном заводе Туртель практическими опытами, о которых я сообщу в одной из последних глав этого труда, написал мне, что его баллоны наполнились массой травяных тлей, не превышающих размерами филлоксеру, и что многие' из них уже проникли внутрь изогнутых трубок. L·
218 ЛУИ ПАСТЕР дении, опубликованном в 1862 г. в Annales de chimie et de physique. Баллон (фиг. 24), который, в отличие от предыдущего, имеет две впаянные трубки, представляет для некоторых исследований большие преимущества. В дальнейшем мы будем иметь дело чаще всего с баллонами такого образца. При соблюдении известных предосторожностей в них легко культивировать в соответствующих питательных средах определенные организмы, не допуская их заражения посторонними организмами, случайное появление которых нарушило бы ход опыта. Воспользуемся таким баллоном для культуры дрожжей при непременном условии полного исключения посторонних спор. Достигнуть этого можно, применяя различные методы, которые будут описаны в одной из дальнейших глав. Нальем в баллон (фиг. 24) пивное сусло. Затем, надев на короткое горло каучуковую трубку, начнем кипятить жидкость. Пар, которому через каучуковую трубку легче будет выходить, чем через тонкую изогнутую трубку, устремится сначала в первую и уничтожит зародыши на ее стенках. Закроем каучуковую трубку стеклянной пробкой; тогда пар пойдет через изогнутую трубку. Дадим жидкости охладиться. После этого баллон будет готов для засева. Если есть опасение, что какая-нибудь спора неизвестного происхождения могла при охлаждении* попасть в жидкость или могла остаться не убитой водяным паром, всегда несколько перегретым вследствие сопротивления, которое он испытывает при выходе, то следует поместить баллоны в термостати установить, не подвергнется ли жидкость каким-либо изменениям. Для опытов можно пользоваться только теми баллонами, в которых жидкость останется без изменения. Я должен предупредить читателя, что неудачи с опытами сличаются не чаще одного раза на тысячу, особенно если отверстие закрыто асбестом, который не позволяет мелким насекомым, привлекаемым запахом жидкости, проникать внутрь трубки. Пускаясь так далеко и с такими трудностями в поиски за пищей, они себя осуждают на верную смерть.Они должны неизбежно тонуть, не обладая сообразительностью, нужной для того, чтобы выбраться из баллона; но жидкость неминуемо портится вследствие того, что они приносят с собой пыль. Быстро проведя пламенем спиртовой лампы по каучуковой трубке* стеклянной пробке, загнутой трубке и даже по пальцам экспериментатора, мы вынимаем стеклянную пробку и вносим в баллон при помощи предварительно прогретой стеклянной пипетки чистые дрожжи. Эти дрожжи хранятся в сосудах, защищающих их от пыли, носящейся в воздухе. Как бы мало дрожжевых клеток ни проникло в стеклянную пипетку, все же их будет там в сто и в тысячу раз больше, чем нужно для засева жидкости. Тотчас после засева стеклянную пробку снова быстро проводят через огонь и вставляют на место. Дрожжи в момент засева, при переносе их стеклянной трубочкой из сосуда, в котором они содержатся, в баллон, подвергаются опасности загрязнения, так как невозможно совершенно уберечь их от соприкосновения с окружающим воздухом. Если бы это обстоятельство часто нарушало правильность опытов, пришлось бы прибегнуть
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 219 к каким-нибудь новым приспособлениям. Последнее, однако, совершенно излишне. Мне никогда не приходилось страдать от этой опасности загрязнения потому, что причина так называемых самопроизвольных зарождений не в такой степени распространена в воздухе, как об этом ошибочно думали до появления моего упомянутого выше мемуара 1862 года. Привожу результаты опытов, проведенных описанным только что способом. Внесенные, хотя бы и в самом ничтожном количестве, дрожжи регенерируются, почкуются, размножаются. Скоро, например, через двое суток, а иногда и позднее, в зависимости от температуры и особенно от большей или меньшей жизнеспособности дрожжевых клеток, стенки баллона покрываются белым осадком дрожжей, и на поверхности жидкости появляется тонкий слой пены, сначала в виде маленьких островков, образованных из мельчайших пузырьков. Островки увеличиваются и постепенно сливаются, образуя в конце концов обильную пену. Через два-три дня пена спадает, брожение замедляется и затем совершенно прекращается. Пиво готово. Пиво это может неопределенно долго сохраняться в баллоне без изменения. Вследствие того, что внешний воздух под влиянием изменений давления и температуры свободно входит и выходит из баллона, пиво в конце концов выдыхается, стареет, становится по вкусу похожим на вино, но никогда не приобретает вкуса, свойственного больному пиву, т. е. не становится ни кислым, ни горьким, ни терпким, ни гнилостным. Оно даже не покрывается Mycoderma vini, неизбежным спутником всякого продажного пива, открытого доступу воздуха. Через несколько недель или месяцев на стенках баллона может появиться на уровне жидкости белый налет. Этот налет образуется из скопления молодых дрожжевых клеток, которые развиваются подобно плесени, поглощая кислород воздуха, проникающего в колбу. Главная масса дрожжей, за счет которой шло броженце, остается на дне жидкости в виде покоящегося осадка. Их покой, впрочем, является только кажущимся. В клетках дрожжей происходит внутренняя работа, не сопровождающаяся почкованием, в результате которой они все больше стареют и могут даже погибнуть. Дело будет обстоять совершенно иначе, если к засеянным дрожжам в той или иной мере были примешаны возбудители болезней. Пусть они имеются в закваске, т. е. в посевном материале, даже в таком ничтожном количестве, что самому искусному наблюдателю трудно обнаружить их под микроскопом; они все же начинают размножаться в баллоне после того, как пиво будет готово, особенно если поместить его в термостат. Таким путем прекрасно можно проверять чистоту засеваемых дрожжей. Итак, при отсутствий посторонних микроскопических организмов мы неизменно имеем здоровое пиво, неопределенно долго сохраняющееся при какой угодно температуре, несмотря на доступ чистого' воздуха. С другой стороны, присутствие посторонних организмов всегда совпадает с болезнями пива,характер которых зависит от особенностей данных организмов. Трудно дать лучшее доказательство зависимости порчи пива от присутствия посторонних дрожжам микроорганизмов. Даже при смене физических явлений соотношение между следствием и причиной устанавливается не более вескими доказательствами.
Глава III О ПРОИСХОЖДЕНИИ ФЕРМЕНТОВ В СОБСТВЕННОМ СМЫСЛЕ ЭТОГО СЛОВА Предлагаемый нами новый способ производства пива является непосредственным и неизбежным выводом из изложенных здесь фактов. Он может быть верно понят только при условии знакомства со всеми основами, из которых он вытекает. Одной из наиболее существенных среди них является чистота ферментов. Но какое значение имело бы применение дрожжей, свободных от всяких посторонних зародышей, если бы естественные органические вещества обладали способностью к самоорганизации либо путем самопроизвольного зарождения, либо вследствие превращения некоторых из этих веществ, либо, наконец, вследствие превращения одних микроскопических организмов в другие? Такого рода мнения еще до бих пор горячо отстаиваются, скорее, как мне кажется, на основе чувства или приверженности к данной системе, чем на основе серьезных экспериментальных доказательств. Во всяком случае мы должны устранить все гипотезы, которые могли бы поколебать основы нового способа или возбудить в читателе сомнения относительно его результатов и возможности его применения. § 1. ОБ УСЛОВИЯХ, ИЗМЕНЯЮЩИХ ПРИРОДУ ОРГАНИЗОВАННЫХ СУЩЕСТВ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ В НАСТОЯХ Опыты, описанные в предыдущей главе, доказали, что при кипячении · пивного сусла в течение нескольких минут оно приобретает свойство не изменяться при доступе чистого воздуха, т. е. воздуха, лишенного зародышей организмов, которые в нем носятся. Этот факт, доказанный для пивного сусла, в той же мере относится и ко всем жидкостям, содержащим органические вещества. Каждую из них можно предохранить от последующей порчи, предварительно доведя ее до определенной минимальной температуры, которая различна, в зависимости от природы жидкости. Некоторые из них, например, уксус, предохраняются от порчи уже коротким нагреванием при 50°. Другие, как вино, требуют температуры на не-
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 221 сколько градусов более высокой. Неохмеленное пивное сусло должно быть нагрето выше 9б°, а молоко—приблизительно до 110°*. Легко доказать, что единственной причиной этих различий в температурах, обеспечивающих сохранность жидкостей, содержащих органические вещества, является состояние этих жидкостей, их природа и особенно степень их кислотности или щелочности, так как малейшие изменения в этих свойствах приводят к значительным смещениям в температуре, о которой идет речь**. Я мог бы подтвердить это многими примерами. Вино является перебродившим виноградным суслом, и разница между ним и суслом обусловлена исключительно брожением. То же самое можно сказать о пивном сусле и пиве, а в еще большей степени о свежем и кислом молоке... Так, чтобы предохранить виноградное сусло от порчи, требуется температура гораздо более высокая, чем для предохранения вина; то же можно сказать и о пивном сусле по сравнению с пивом. Молоко, как я только что указал, требует приблизительно температуры в 110°, кислое молоко— на 20—30° ниже. Свежая моча предохраняется от порчи нагреванием, не превышающим 100°; моча, прокипяченная с углекислым кальцием, должна быть нагрета выше 100°. Что касается того,как объяснить влияние кислотности или щелочности на понижение или повышение температуры, необходимой для предохранения органических веществ и растворов от порчи, то вопрос этот требует еще специального изучения. Я склонен думать, что кислотность растворов содействует, а щелочность препятствует проникновению влаги в клетки зародышей и что, таким образом, нагревание оболочек этих клеток или их цист в щелочной среде равносильно нагреванию зародышей в сухом состоянии, а нагревание в кислой среде равносильно нагреванию во влажном состоянии41. Известно, что степень влажности сильнейшим образом влияет на стойкость в отношении температуры. Некоторые споры плесеней, во влажном состоянии погибающие при температуре в 60—100°, сохраняют способность к размножению при нагревании до 120°, если они предварительно хорошо высушены (см. упомянутый мною «Mémoire sur les corpuscules organisés qui existent dans l'atmosphère», гл. 8). Природа организмов, самопроизвольно появляющихся в жидкостях, сильнейшим образом зависит от малейших изменений в составе последних. В общем, как я установил в моих предыдущих работах, слабая кислотность препятствует развитию бактерий и инфузорий и способствует, напротив того, появлению плесеней. Нейтральная или слабощелочная реакция действует как раз обратным образом. Сторонники самопроизвольного зарождения считают аргументом в пользу своего учения тот факт, что в различных жидкостях, находящихся в соприкосновении с одним и тем же воздухом, развиваются различные организованные существа. В действительности, однако, разница эта является лишь результатом большей или меньшей пригодности различных жидкостей для развития отдельных организмов. В какую-нибудь кислую органическую жидкость, например, в виноградное сусло, при доступе воздуха попадают одновременно споры плесеней и заро- * Есть упоминание о том, что некоторые жидкости необходимо нагревать до 120° и выше. Я не имел случая изучать такие жидкости. ** См. мой «Mémoire sur. les corpuscules organisés qui existent dans l'aimos- phère». Annales des chimie et de physique, 3 série, 64, 1862, p. 5—110.
222 ЛУИ ПАСТЕР дыши бактерий, лептотриксов, вибрионов и т. п. Последние^ однако, в кислой среде или развиваются с большим трудом, или совсем погибают. Поэтому их трудно встретить там во взрослом состоянии. Для развития большей части плесеней наиболее подходящей является, напротив, кислая среда. В такой среде размножаются почти исключительно одни плесени. Если же нейтрализовать виноградное сусло углекислым кальцием, то произойдет обратное явление. Бактерии, возбудители молочнокислого брожения, и маслянокислый вибрион начнут развиваться задолго до того, как успеют прорасти споры плесеней, которые в нейтральных и щелочных средах прорастают очень медленно. А если на поверхности раствора или в самой жидкости уже распространились какие-нибудь организмы, то другие развиваются в ней уже с 'большим трудом. Тот, который развился первым, захватывает для себя питательные вещества и кислород. Такие резкие различия в отношении отдельных культур к той или иной среде могут вызывать бесчисленные заблуждения и служить одним из источников крупных ошибок в исследованиях, о которых мы говорим. Если кислую жидкость, вроде виноградного сусла, засеять дрожжами спиртового брожения, прорастанию кстэрых кислотность среды не мешает, дрожжи размножатся, и ничто не будет препятствовать их культуре при многократных пересевах в ту же кислую среду. Предположим теперь, что наши дрожжи спиртового брожения не являются чистыми, что к ним примешаны, например, нитевидные микроорганизмы, вызывающие турн вина и представляющие собой дрожжи42, развитие которых задерживается благодаря свойствам виноградного сусла. При повторных культурах этих дрожжей спиртового брожения в виноградном сусле нитевидные дрожжи, плохо или вовсе не развивающиеся в нем, вскоре начнут очень редко встречаться в поле зрения микроскопа. Однако они не исчезнут совсем, так как при повторных культурах произойдет только разбавление первоначального засева, а не полное его исчезновение. В то же время найти эти микроорганизмы будет до такой степени трудно, что они могут совершенно ускользнуть от наблюдения. Экспериментатор же будет неизбежно введен этим обстоятельством в заблуждение. Не видя больше посторонних микроорганизмов, он сочтет, что они исчезли, и будет считать себя вправе пользоваться дрожжами спиртового брожения, как чистыми, не подвергая это предположение прямой экспериментальной проверке. Я нашел пример подобного заблуждения в новой работе Ж. Дюваля*. Автор этот выдвигает теорию, согласно которой пивные дрожжи превращаются в молочнокислые дрожжи, а равно и в разные другие, например, дрожжи брожения мочевины43, при том единственном условии, что они культивируются в соответствующей среде. Доказательства, которые он приводит в подтверждение своих выводов, совершенно неприемлемы, и достаточно прочесть описание его опытов, чтобы сразу же увидеть причины его многочисленных оши- * Duval (Jule s).—Nouveaux faits concernant la mutabilité des germes microscopiques. Rôle passif des êtres classés sous le nom de ferments. Journal d'Anatomie et de la Physiologie (Robin), 10, 1874, p. 489—513.—Comptes rendus de l'Académie des sciences, 79, 1874, p. 1160—1163. Мы увидим, что Бешан уже допустил несколько такого рода ошибок.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 223 бок. Дюваль считает, что пивные дрожжи превращаются в молочнокислые дрожжи, на основании следующих наблюдений* Засеяв пивными дрожжами молочную сыворотку, к которой были прибавлены глюкоза, мел и фосфорнокислый аммоний, он вызвал брожение, в результате которого получились молочнокислый кальций и возбудители молочнокислого брожения. Но он и не подумал проверить чистоту дрожжей, внесенных им в эту среду, являющуюся в силу своей слабощелочной реакции крайне благоприятной для молочнокислого брожения. В этом слабая сторона опытов автора. Он признает это и сам, но ошибается, утверждая без всяких доказательств: «Я имел чистые дрожжи спиртового брожения, так как я несколько раз проводил их через виноградное сусло, хранившееся в баллонах, изготовленных по образцу тех, которыми пользовался для своих опытов Л. Пас- тер». Это—голословное утверждение. Прямая экспериментальная проверка доказала бы, что дрожжи не были чистыми. Нет, пивные дрожжи не превращаются в молочнокислые дрожжи. Какова бы ни была среда, в которую их засевают, они никогда не дадут, если они являются действительно чистыми, ни малейшего следа дрожжей молочнокислого брожения или брожения мочевины. Вследствие изменений среды, температуры *и т. д. клетки дрожжей могут принять овальную форму, стать удлиненными, шаровидными, большими или меньшими по размеру, но никогда не превратятся они в молочнокислые дрожжи и не дадут ни малейших следов молочной кислоты. Вся теория превращения дрожжей в другие микроорганизмы, выдвинутая г. Дювалем, является плодом его воображения. Я говорил, что природа или происхождение веществ, оставляемых в соприкосновении с воздухом, также является одной из причин разнообразия растительных и животных образований, появляющихся в органических настоях. Это легко понять. Если мы подвергнем настой для разрушения жизнеспособности зародышей, которые он, может быть, содержит, действию более или менее высокой температуры, мы совершенно уничтожим зародыши двух родов: тех, которые настой мог непосредственно получить из атмосферного воздуха или пыли употреблявшейся посуды, и тех, которые были внесены с материалом, служившим ддя приготовления настоя или отвара. Эти материалы могут иногда привозиться из более или менее отдаленных мест и характеризоваться особенностью своего происхождения. После достаточного предварительного нагревания настой может дать убежище 'и питание лишь зародышам, внесенным после нагревания обыкновенным воздухом. Однако природа зародышей, взвешенных в воздухе, далеко не так разнообразна, как обычно представляют себе под влиянием ошибочного и произвольного толкования установ- вленных фактов и дискуссий последних пятнадцати лет. Воздух, если только он не приводится в сильное движение, может содержать во взвешенном состоянии лишь очень мелкие частицы. Наблюдения над природой организмов, самопроизвольно появляющихся в настоях, производились всегда в защищенных местах, в помещениях и лабораториях, атмосфера которых относительно очень спокойна. Вот почему, если можно так выразиться, флора и фауна предварительно прогретых жидкостей очень бедна, тем более, что, как я уже только что отмечал, большому количеству организмов, которые легко зародились бы, если бы им дали время для прорастания, мешают в этом другие организмы,.
224 ЛУИ ПАСТЕР быстрее развивающиеся. Насколько это правильно, видно из того, что природа и количество микрофитов и микрозоев более разнообразны, когда один и тот же настой разливают в несколько сосудов, которые потом закрываются (тогда каждая порция жидкости подверг гается лишь действию зародышей, взвешенных во введенном объеме воздуха), нежели когда настой оставляют в соприкосновении с неограниченным объемом окружающего воздуха. Очень часто таким образом вылавливают без примеси других зародыши, которые приходят в соприкосновение с питательной жидкостью и в конце концов размножаются в ней, потому что другие, более жизнеспособные образования не препятствуют их развитию, их медленному и затрудненному питанию. Более разнообразны организмы, которые развиваются в сырых настоях, иначе говоря, таких, которые получают на холоду благодаря мацерации органических веществ: листьев, фруктов, зерен, органов растений или животных. Это происходит потому, что эти вещества, кроме пыли из волнуемого ветрами воздуха, обычно несут на себе микроскопических паразитов, хорошо себя чувствующих на их поверхности или в их соседстве. По этому поводу приведем несколько точных наблюдений, так как этот предмет представляет большой интерес. Если прокипятить настой сена и оставить его затем в помещении в соприкосновении с воздухом, то, как я уже говорил, все образования будут происходить из зародышей, которые могут носиться в сравнительно спокойном воздухе. Поэтому только очень редко можно заметить, например, появление кольпод, так как их зародыши, состоящие из довольно больших цист, несмотря на чрезвычайное распространение, не могут находиться во взвешенном состоянии в воздухе защищенных мест. Наоборот, при мацерации сырого сена, почти всегда можно видеть появление кольпод. Такое различие легко объяснить. Пыль, находящаяся на сене, особенно если оно происходит из болотистых мест, содержит много цист кольпод. Как же может быть иначе? Дождь падает на луг. Маленькие лужицы образуются и стоят более или менее долгое время у основания растущих на лугу различных трав; здесь скоро начинает размножаться множество инфузорий, в частности кольпод. Наступает засуха. Кольподы инци- стируются и превращаются в пыль; она поднимается ветром и ложится на былинки трав. Поэтому косец собирает, кроме растений, образующих сено, мириады кольпод, спор плесеней и т. д.*. Мацерация перца дает инфузории, которые совершенно нельзя найти в других настоях. Причина заключается в том, что там, где произрастал перец, находятся эти инфузории. Другими словами^ мы имеем здесь дело с экзотическими зародышами. То, что особенное растение дает особенные инфузории, поражает не больше, чем нахождение на определенном растении паразита или насекомого, которого не встречают на соседнем растении, принадлежащем к другому виду. Так, именно виноградные дрожжи распространяются на поверхности ягод и кистей винограда. Не естественно ли, что местооби- * См. по этому вопросу наблюдения Coste (Développement des infusoires ciliés dans une macération de foin). Comptes rendus de l'Académie des sciences, 59, 1864, p. 149—155; 358—363.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 225 танцем зародышей паразита оказывается орган или растение, которое позже будет служить пищей этому паразиту? § 2. ОПЫТЫ С КРОВЬЮ И МОЧОЙ, ВЗЯТЫМИ В ИХ ЕСТЕСТВЕННОМ СОСТОЯНИИ И ПОДВЕРГНУТЫМИ СОПРИКОСНОВЕНИЮ С ВОЗДУХОМ, ОСВОБОЖДЕННЫМ ОТ ВЗВЕШЕННОЙ В НЕМ ПЫЛИ Применение высокой температуры является, как я уже указывал, прекрасным средством для освобождения органических жидкостей от всяких вызывающих порчу зародышей. Но достигнуть этой цели можно еще и другим способом, более замечательным и поучительным и даже более неожиданным, хотя он вытекает в некотором роде из самой природы вещей. Этот способ сводится к выяснению того, не являются ли чистыми, свободными от зародышей, естественные соки животных и растений. Трудно представить себе, что жидкости, циркулирующие в органах тела животных—кровь, моча, молоко и т. д.—могут таить в себе зародыши микроскопических организмов. Как часто эти зародыши должны были бы размножаться в организме, если бы они находились в жидкостях, в нем циркулирующих? По всей вероятности, с такими гостями жизнь очень скоро стала бы невозможной. Об этом свидетельствует то, что многие лучшие умы склонны в настоящее время приписывать ряд болезней развитию подобных паразитов. Весьма авторитетные врачи пришли сейчас к соглашению в том, что загадки, связанные с заразой и инфекцией, найдут разрешение в исчерпывающем изучении ферментов и что гигиена и медицина должны всеми возможными средствами стремиться к уничтожению зародышей таких ферментов и противодействовать их размножению и вреду, причиняемому ими. В этой области достигнуты большие успехи. Я считаю для себя высокой честью, что авторы этих успехов признают, что мои исследования натолкнули их на эти мысли. На меня не посетуют, если я напомню здесь об этом, остановившись на некоторых исторических данных, необходимых, между прочим, для понимания принципов, излагаемых в настоящем труде. Я первый сожалею, однако, о том, что из установленных фактов были сделаны более широкие выводы, чем это следовало. Преувеличения в отношении новых идей неизбежно влекут за собою обратную реакцию, которая, в свою очередь, идет дальше намеченной цели и бросает тень на то, что есть верного и плодотворного в этих идеях. Уже имеются признаки, что в качестве противодействия тем преувеличениям,^ которых я говорил, намечается необдуманное стремление к отрицанию того, что известные болезни могут зависеть от особых ферментов, по своей природе близких к тем организованным и живым ферментам, которые были открыты за последние двадцать лет. Как одним, так и другим следовало бы строго придерживаться фактов, проверять те, которые возбуждают сомнение, отыскивать новые и делать из тех и других только соответствующие им выводы, так как данный вопрос еще находится в начале своего исследования. К несчастью врачи охотно пускаются в преждевременные обобщения. Многие из них являются людьми замечательными по прирожденным или благоприобретенным качествам, одаренными живым умом и блестящим даром слова. Но чем они крупнее, тем больше поглощены они своим делом, и тем меньше у них досуга для исследовательской работы. И все же, побуждаемые свойственной избран- Л. Пастер. 15
226 ЛУИ ПАСТЕР ным умам страстью к знанию, они с жадностью хватаются за легковесные теории, тем более пригодные для обобщений и туманных объяснений, чем слабее они опираются на факты. Видя, как пиво и вино подвергаются глубокой порче вследствие того, что они дают приют микроскопическим организмам, незаметно и неожиданно попавшим в них и быстро в них размножившимся, мы не можем отделаться от мысли о возможности и неизбежности повторения явлений такого же порядка также и в организме человека и животных. Но если мы склонны думать, что какой-нибудь факт действительно существует только потому, что он кажется нам вероятным и возможным, то прежде чем утверждать его, постараемся вспомнить эпиграф настоящей книги: «Верить в существование вещей только потому, что нам, хочется, чтобы они были, есть величайшее извращение ума»*. Один из самых выдающихся членов Медицинской академии, Давэн, первый занявшийся строго экспериментальными исследованиями по влиянию организованных ферментов на возникновение и распространение заразных болезней**, говорит, что идея его исследований над селезеночным ударом и сибирской язвой возникла у него при чтении моей работы о маслянокислом брожении, появившейся в 1861 году. В 1850 году Райе и Давэн*** обнаружили в крови животных, страдающих этими болезнями, мельчайшие нитевидные образования, на которые они обратили мало внимания и которые пришли на память Давэну, когда он ознакомился с моим сообщением. У него блеснула тогда догадка прозорливого изобретателя, вскоре решительным образом подтвердившаяся, что болезнь, известная под названием селезеночного удара, может быть результатом брожения, аналогичного масляно- кислому, причем мелкие нитевидные образования, обнаруженные Райе и им в 1850 году, должны играть ту же роль, что и возбудители маслянокислого брожения. Меньше чем через два года появились первые работы Коза и Фельтца****. Эти искусные и смелые экспериментаторы считают отправной точкой своих превосходных исследований знакомство с моей работой о гниении, опубликованной в 1863 году*****. Я мог бы указать еще на поразительный и прекрасно задуманный опыт д-ра Шово****** с кастрацией. Не могу лишить себя удовольствия привести здесь письмо, полученное мною в 1874 году от знаменитого эдинбургского хирурга д-ра Листера. * Bossu et.—De la connaissanse de Dieu et de soi-même, ch. XVI. ' ** Davaine (G.).—Recherches sur les infusoires du sang dans la maladie connue sous le nom de sang de rate. Comptes rendus de l'Académie des sciences, 57, 1863, p. 220, 351, 356.—Ibid., 59, 1864, p. 393. *** Raye r.—Inoculation du sang de rate. Comptes rendus des séances de la Société de biologie, II, 1850, p. 141. **** Coze et Felt ζ.—Recherches cliniques et expérimentales sur les maladies infectieuses. Paris, 1872.—Резюме всех их предыдущих работ с 1865 года. ***** Pasteur (L.).—Recherches sur la putréfaction. Comptes rendus de l'Académie des sciences, 56, 1863, p. 1189—1194. В настоящем издании см. стр. VIS.—Ред.). ****** с h au veau.—Nécrobiose, bistournage et gangrène. Etude expérimentale sur les phénomènes de mortification et de putréfaction qui se passent dans l'organisme de l'animal vivant. Comptes rendus de l'Académie des sciences, 76, 1873> p. 1092—1096.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 227 Эдинбург, 10 февраля 1874 г. Милостивый Государь! Позвольте предложить Вашему вниманию брошюру, которую я посылаю Вам с той же почтой и в которой сообщаются результаты некоторых исследований над вопросом, так хорошо освещенным Вами: теорией зародышей и брожений. Мне хочется думать, что Вы не без интереса прочтете то, что я написал об организме, изученном впервые Вами в «Мемуаре о молочнокислом брожении». Я не знаю, попадались ли Вам когда-нибудь английские хирургические журналы*? Если Вы их читали, то Вы должны были встречать там время от времени сообщения о системе антисептики, которую в течение последних девяти лет я стремлюсь усовершенствовать. Разрешите мне воспользоваться настоящим случаем, чтобы от всего сердца поблагодарить Вас за то, что Вы доказали Вашими блестящими исследованиями правильность теории о зародышах гниения и дали мне, таким образом, принцип, который лег в основу системы антисептики. Если бы Вы приехали когда-нибудь в Эдинбург, Вы почувствовали бы себя, я думаю, вознагражденным, увидев на примере нашего госпиталя, в какой широкой мере Ваши работы пошли на пользу человечеству. Надо ли прибавлять, какое громадное удовлетворение доставила бы мне возможность показать Вам здесь, чем обязана Вам хирургия? Простите за откровенность, внушенную мне нашей общей любовью к науке, и примите уверения в искреннем и глубоком уважении. Жозеф Листер Ватные перевязки, введенные д-ром Гереном**, хирургом Парижского Hôtel-Dieu, уже оказавшие хирургии большие услуги и бывшие предметом очень сочувственного доклада в Парижской академии наук, изобретены их автором в результате размышлений, вызванных чтением моих исследований. Комиссия, которой был передан доклад, поручила сделать Госсел^ену*** весьма разумные оговорки относительно теоретических воззрений автора, потому что Герен действительно недостаточно обосновал их* опытным путем. Но я не сомневаюсь, что когда это будет сделано, факты подтвердят правильность и плодотворность точки зрения этого хирурга. Д-р Декла**** выработал целую систему лечения заразных болезней, основанную на применении одного из лучших антисептических средств—карболовой кислоты. Он исходил из предположения, вну- * L i s t е г.— Медицинские и хирургические журналы, в особенности Lancet за 1869—1869 годы. ** Guéri η (A.).—Du rôle^ pathogénique des ferments dans les maladies chirurgicales. Nouvelle méthode de traitement des amputés. Comptes rendus des l'Académie des sciences, 78, 1874, p. 782—786.—Ibid., 78. 1874, p. 1405—1408. *** G о s s e 1 i η (К.).—Sur un travail de M. Alph. Guérin... Comptes rendus de l'Académie des sciences, 80, 1875, p. 81—86. **** D é с 1 a t.—Traité de l'acide phénique. Paris, 1874. 15*
228 ЛУИ ПАСТЕР шенного ему, по его словам, также моими исследованиями над брожением и заключающегося в том, что каждая из заразных болезней вызывается специальным ферментом и что терапия и хирургия должны стараться помешать попаданию этих ферментов в жидкости животных организмов, а в случае проникновения их отыскивать антиферменты для их уничтожения, не причиняя, однако, вреда гистологическим элементам жидкостей и тканей. Конечно, по этому пути, согласно авторитетному указанию Седильо*, надо итти с большой осторожностью, но все же не подлежит сомнению, что чем дальше по нему продвигаются, тем более подтверждаются идеи, которые руководили открывшими их знаменитыми врачами. Я могу привести этому новый пример. В 1874 году, после сообщения Госселена и Робена** в Академии наук о появлении аммиака в моче, я заметил***, что надо было бы исследовать, не становится ли моча аммиачной вследствие присутствия в ней фермента брожения мочевины, обнаруженного некогда мною**** и затем исследованного с редким талантом ван-Тигемом***** в его докторской диссертации. Мое предложение и мотивировавшие его соображения вызвали в Медицинской академии спор, в котором были высказаны противоречивые мнения. Я поспешил проверить их на фактах. И я не нашел ни одного больного с аммиаком в моче, в которой отсутствовал бы указанный возбудитель. Таким образом, мои предположения вполне оправдались. Уже в 1864 году в Еженедельнике медицины и хирургии было опубликовано наблюдение над мочой, содержавшей аммиак, когда она еще находилась в мочевом пузыре. Автор сообщения д-р Траубе****** писал: «Прежде думали, что вследствие растяжения, вызываемого задержкой мочи, раздраженный мочевой пузырь вырабатывает больше слизи, и эта слизь является ферментом, производящим разложение мочевины в силу химического действия. Такой взгляд должен быть оставлен после исследований Пастера. Этот ученый с полной несомненностью доказал, что аммиачное брожение мочевинй, как и спиртовое и уксусное брожения, вызывается живыми существами, предварительное присутствие которых в сбраживаемой жидкости является непременным условием процесса. Указанный факт представляет собою замечательное подтверждение учения Пастера. Несмотря на продолжительную задержку мочи, щелочное брожение не было вызвано усиленным выделением слизи в мочевом пузыре; оно развилось только с того момента, как в мочевой пузырь проникли извне зародыши вибрионов». * Sédillot (G.)·—Des plaies du trépan et de leur pansement. Comptes rendus de l'Académie des sciences, 79, 1874, p. 1108—1124. ** G о s s e 1 i η (L.) et Robin (A.).—Recherches sur l'urine ammoniacale, ses dangers et les moyens de les prévenir.—Ibid., 78, 1874, p. 42—46. *** Pasteu r.—Observations à l'occasion de la note de MM. L. Gosselin et Robin.—Ibid., p. 46—47. **** Pasteur.—Mémoire sur les corpuscules organisés qui existent dans l'atmosphère. ***** Van Τ i e g h e m (P h.).—Recherches sur la fermentation de l'urée et de l'acide hippurique. Paris, 1864. ****** Τ r a u b e.—Sur la fermentation alcaline de l'urine. Gazette hebdomadaire de médecine et de chirurgie, 2 série, I, 1864, p. 233. (Реф. по Berliner klini- sche Wochenschrift, 1, 1864, № 2).
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 229 В результате можно определенно сказать, что жидкости организма, например, кровь и моча, даже находясь еще в в самих органах, могут дать убежище различным ферментам, когда в силу внешних причин зародыши ферментов проникают в эти жидкости. Послед- Фиг. 25. ствием этого являются более или менее серьезные заболевания. С другой стороны, приходится допустить, что в здоровом состоянии тело животных защищено от доступа зародышей. Однако это последнее утверждение может стать убедительным только после непосредственных опытов. Извлечем же из вполне здоровых живых существ ту или другую часть их содержимого и откроем ее доступу чистого воздуха в том самом виде, в каком она находилась в организме. Я пользовался для этого стеклянным баллоном, соединенным каучковой трубкой с латунным краном, как изображено на фиг. 25. Оба отростка крана имеют около 12см длины. Свободный несколько заострен наподобие наконечника шприца. Чтобы очистить внутренность баллона от всяких зародышей, свободный конец латунной трубки Фиг. 27. соединяют с сильно нагретой платиновой трубкой, предварительно впустив в баллон небольшое количество воды, которую превращают в пар. Затем баллону дают остыть, и в него входит воздух, пропущенный через нагретую трубку (фиг. 26). Воду внутри баллона можно нагреть до температуры выше 100°, присоединив к свободному концу платиновой трубки стеклянную, согнутую под прямым углом трубку и погрузив ее в большей или мень-
230 ЛУИ ПАСТЕР шей мере в глубокую чашку с ртутью (фиг. 27). В то время, когда вода кипит под давлением, погруженная в ртуть трубка отделяется от бал- лона;вода в баллоне продолжает кипеть под обыкновенным давлением; тогда баллон охлаждается и мало-помалу наполняется воздухом· доведенным до высокой температуры, более чем достаточной для того, чтобы сжечь всю заключающуюся в нем органическую пыль. После того как баллон охладится, его отделяют от прибора, предварительно закрыв кран, и переходят к приготовлению других таких же баллонов. Кран следует закрывать в то время, когда температура баллона еще на несколько градусов выше окружающего воздуха. Благодаря такой предосторожности воздух охлажденного баллона будет находиться под давлением меньшим, чем внешнее. Свободный отросток крана вплоть до употребления баллона следует держать наклоненным книзу, чтобы предохранить его от проникновения пыли. Во всяком случае, приступая к опыту, отросток этот необходимо прогреть при помощи спиртовой лампы. Если надо исследовать кровь, то ее следует взять у живого животного, например, у собаки. Мы открываем вену или артерию животного, делаем надрез, вводим в него свободный отросток крана, предварительно нагретый и охлажденный, укрепляем его в данной вене или артерии при помощи перевязки и затем открываем кран. Кровь втекает в баллон. Закрыв кран, мы ставим баллон в термостат при определенной температуре. Мне удалось успешно проделать весь этот опыт, благодаря любезному содействию моего знаменитого собрата и друга Клод-Бернара. С мочой поступают приблизительно таким же образом. Конец свободного отростка крана вводят в мочевой канал. К моменту появления мочи кран поворачивают, и моча попадает в баллон, который наполняют приблизительно до половины или до трети. Вот результаты этих опытов. Кровь не обнаруживает гниения даже при самой высокой температуре воздуха. Она сохраняет запах свежей крови или приобретает запах щелока. Прямое окисление веществ крови путем медленного сгорания идет, против ожидания, не очень активно. После пребывания баллонов при 25—30° в течение нескольких недель наблюдается поглощение всего только 2—3% кислорода, который заменяется почти равным количеством углекислоты*. * Я не могу обойти молчанием любопытные результаты, относящиеся к так называемым кристаллам крови. Нельзя найти лучшего метода для изготовления их в каком угодно большом количестве, по крайней мере, кристаллов собачьей крови, которые, кажется, легче всего получить. При обстоятельствах, о которых я только что говорил, когда собачья кровь, оставленная в соприкосновении с чистым воздухом, совсем не загнивает, кристаллы образуются с замечательной быстротой. Начиная с первых дней пребывания в термостате, сыворотка при обыкновенной температуре медленно окрашивается в темнобурый цвет. По мере того как это происходит, исчезают кровяные шарики, а сыворотка и сгусток наполняются вполне четкими кристаллами, окрашенными в бурый или красный цвет. Через несколько недель ни в сыворотке, ни в сгустке не остается ни одного кровяного шарика. Каждая капля сыворотки, содержит тысячи этих кристаллов, и в мельчайшей частице сгустка, раздавленной на предметном стеклышке, обнаруживается бесцветный, весьма эластичный фибрин, соединенный со скоплениями кристаллов, причем нигде нельзя найти ни малейшего следа кровяных шариков. Если ждать еще дольше, то иногда случается, что весь фибрин собирается в стекловидную массу, которая мало-помалу выделяет из себя все кристаллы.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 231 С мочой происходит то же самое. Она не подвергается сколько- нибудь значительной порче; только цвет ее делается красновато- бурым. В ней отлагаются в небольшом количестве кристаллы, но она не мутнеет и не обнаруживает гниения. Прямое окисление веществ мочи также происходит очень слабо. Через сорок дней анализ воздуха одного из баллонов дал: Кислорода 19,2% Углекислоты 0,8% Азота 80,0% 100,0% Приведенные мною опыты над кровью и мочой в естественном состоянии относятся к 1863 году*. Десять лет спустя, в 1873 году, они получили ценное и замечательное подтверждение в результатах выдающейся работы, выполненной в моей лаборатории Гайоном**, бывшим учеником Высшей нормальной школы. Гайон доказал, что все, что верно в отношении крови и мочи, верно также и в отношении содержимого яиц. Яичный белок, или желток, или белок и желток вместе могут неопределенно долгое время оставаться в соприкосновении со спокойным или находящимся в движении воздухом без всяких признаков гниения или какого бы то ни было брожения, без появления каких бы то ни было микроскопических организмов, при единственном условии полного удаления из воздуха органической пыли, зародышей плесеней, бактерий, вибрионов и т. п., которые в нем взвешены. Впрочем, это только часть важных фактов, установленных Гайоном. Его исследования доказали, кроме того, что самопроизвольное гниение яицЕсегда является результатом размножения организованных ферментов. Это опровергает, к счастью, совершенно противоположные выводы, сделанные Донне*** и Бешаном****, согласно наблюдениям которых порча яиц происходит без всякого участия вибрионов и плесеней*****. Излишне, я думаю, останавливаться на том, что результаты • всех этих опытов над кровью, мочой и составными частями яйца находятся в прямом противоречии с учением о самопроизвольном зарождении, как и с большей частью современных теорий о происхождении ферментов (возбудителей брожения). До тех пор пока опыты, относящиеся к вопросу о так называемом самопроизвольном зарождени и44, производились над прокипяченными жидкостями, стороники гетерогении могли утверждать, что такой материал * Pasteu г.—Examen du rôle attribué au gaz oxygène atmosphérique dans la destruction des matières animales et végétales après la mort. Comptes rendus de l'Académie des sciences, 56, 1863, p. 734—740. ** G a y ο η (IL).—Recherches sur les altérations spontanées des oeufs. (Thèse pour le doctorat è> sciences physiques.) Paris, 1875, 102 p., in.—4°. *** Donné (Α.).—Expériences sur l'altération «spontanée des oeufs. Comptes rendus de l'Académie des sciences, 57, 1863, p. 448—452.—Note sur la putréfaction des oeufs. Ibid., 65, 1867, p. 602. **** в é с h a m p.—Sur la fermentation alcoolique et acétique spontanée des oeufs. Ibid., 67, 1868, p. 523.—Réflexions sur les générations spontanées, a propos d'une note sur les altérations spontanées des oeufs. Ibid., 72, 1873, p. 613. ***** G-a y ο η (U.).—(Réponses a M. Béchamp, relatives aux altérations spontanées des oeufs.). Ibid., 80, 1875, p. 674—675; 1096—1098. (Recherches sur les altérations spontanées des oeufs.) Annales scientifiques de l'École Normale supérieure. 2. série, IV, 1875, p. 205—302.
232 ЛУИ ПАСТЕР не удовлетворяет условиям самопроизвольного возникновения жизни, но что с естественными органическими жидкостями дело должно обстоять иначе, что, будучи открыты доступу чистого воздуха, эти последние окажутся способными производить новые организмы, не происходящие от им подобных родителей. Эти новые гипотезы о самопроизвольном зарождении являются единственными, о которых, по моему мнению, еще можно было говорить после моего мемуара 1862 года. Они окончательно опровергаются приведенными только что фактами. Те же факты доказывают полную несостоятельность гипотез Фреми и Трекюля ό причинах брожения, выдвинутых ими за последнее время. «Наряду с такими определенными первичными составными частями, как глюкоза, щавелевая кислота и мочевина, которые можно получить синтетически,—говорит Фреми,—существуют другие вещества, значительно менее стойкие, нежели предыдущие, ной значительно более сложные по составу. Они содержат все элементы органов. В них находят углерод, водород, кислород, азот, даже фосфор, серу, часто известь и щелочные соли. Этими телами являются альбумины, фибрин, казеин, вещества яичного желтка и т. д. Их нельзя получить путем химического синтеза. Невозможно, по-моему, рассматривать их как определенные первичные составные части. Я обозначаю их под общим названием полуорганизованных тел, потому что они находятся посередине между первичными составными частями и организованными тканями. «Полуорганизованные тела, которые содержат все элементы органов, могут, как сухие зерна, сохраняться в состоянии органической неподвижности. Но они могут также выйти из этого состояния, если обстоятельства становятся благоприятными для органического развития. Благодаря жизненной силе, которой они обладают, они претерпевают тогда последовательные разложения и дают-начало новым производным, порождая ферменты, образование которых обязано не самопроизвольному зарожден и%ю, а.жизненной силе, предсуществующей в полуорганизованных телах. Ее действие просто продолжается, проявляясь в самых различных органических превращениях». После того как Фреми развил эти гипотетические и туманные воззрения, он продолжает: «Я их (полуорганизованные тела) не рассматриваю, следовательно, просто как источники питания для животных и растений, являющихся единственными возбудителями брожения. Но я приписываю им прямую роль, я допускаю, что под влиянием описанных выше обстоятельств* они могут стать вполне организованными в истинном смысле этого слова и производить ферменты, происходящие, как мы видели, не из#зерна или яйца, но из полуорганизованного тела, жизненная сила которого стала активной»**. «Как видно, эти воззрения сильно отличаются от тех, которые развивал Пастер в своих работах, потому что мы считаем, что спирто- * Среди этих влияний «одним из самых важных,—говорил Фреми,—является влияние органической тренировки»; еще одна бесплодная гипотеза. ** F г е m у.—Sur les corps hémiorganisés. Comptes rendus de l'Académie des sciences, 58, 1864, p. 1165.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 233 вой и молочнокислый ферменты возникают из белкового вещества. Говоря здесь лишь о спиртовом брожении, я допускаю, что при производстве вина сам плодовый сок при доступе воздуха, благодаря изменению белкового вещества, дает начало зернам дрожжей, в то время как Пастер считает, что зерна дрожжей происходят из зародышей»*. Я оспаривал эти странные, не подтвержденные ни единым строгим опытом, предположения в Академии наук, куда они были представлены. Я напомнил по этому случаю указанные мною выше факты относительно крови и мочи. Более убедительных возражений против теории моего почтенного собрата действительно быть не может. Ведь в эти жидкости входят естественные белковые вещества, легко загнивающие и способные к брожению, а между тем они не порождают никаких ферментов при доступе воздуха, освобожденного от органической пыли. Ни при каких известных нам обстоятельствах белковое вещество не превращается в дрожжи или в какие-либо другие организованные ферменты, и нет ничего, по моему мнению,' более химерического, чем голословная гипотеза о «полуорганизмах». И вот тому новые доказательства. На этот раз речь будет итти о жидкости, образовавшейся в процессе жизни растения. § 3. ОПЫТЫ НАД СОКОМ, ВЗЯТЫМ ИЗНУТРИ ЯГОДЫ ВИНОГРАДА** При обсуждении в Академии вопроса о происхождении ферментов (возбудителей брожений) в собственном смысле этого слова много говорилось о брожении, которое известно с глубокой древности, именно о брожении вина. Я решил тогда же решающим опытом с виноградным соком нанести последний удар теории Фреми. Я йриготовил сорок баллонов вместимостью от 250 до 300 куб. см (фиг. 24, см. выше); наполнил их до половины профильтрованным, совершенно прозрачным виноградным соком. Подобно всем кислым жидкостям, такой сок, если его прокипятить в течение некоторого времени, сохраняется без изменения целые месяцы или даже годы, хотя бы кончик изогнутой трубки баллона и оставался открытым. Я обмываю несколькими кубическими сантиметрами воды либо всю виноградную кисть целиком, либо одни ягоды, либо, наконец, ягоды вместе с веткой и даже одну ветку без ягод. (Для обмыванпя следует пользоваться совершенно чистой кисточкой: в воду попадает тогда вся пыль с поверхности ягод и веточки.) Под микроскопом можно легко установить, что эта вода содержит массу организованных телец, похожих на споры плесеней, спиртовые дрожжи, Mycoderma νίηί и т. п.*** В дальнейшем десять баллонов из сорока оставляются * F г е m у.—Intervention dans le débat relatif à la formation des ferments. Ibid., 73, 1871, p. 1425. Трекюль разделяет мнения Фреми, распространяя их на зарождение плесеней. ** См. по поводу опытов, описанных в этом и в следующем параграфах, исследования, выполненные Пастером позже и изложенные им в «Examen critique d'un écrit posthume de Claude Bernard» (Oeuvres de Pasteur, т. II). Примечание редакции французского издания. *** Это наблюдение было уже сделано Антоном де-Бари и Г. Гофманом. «Если поскоблить,—говорит Гофман,—тупым скальпелем поверхность ягоды смородины, а затем перенести эти соскобы (они беловатые) под микроскоп, то среди всякого рода бесформенной грязи, частиц земли и т. п. обнаруживают те же споры гри-
234 ЛУИ ПАСТЕР в качестве контрольных. В десять других через прямую трубку каждого баллона вносится несколько капель воды, в которой обмывалась виноградная кисть; в следующие десять—несколько капель той же воды, предварительно прокипяченной. Наконец, в каждый из остальных десяти баллонов опускается по капле виноградного сока, взятого из самой середины цельных ягод. Для этого прямая трубка каждого из десяти баллонов загибается, конец ее вытягивается в тонкое острие и запаивается (фиг. 28-А). Тонкое закрытое острие, на котором была сделана напильником черточка, втыкается (см. на рисунке В) в виноградину, положенную на что-нибудь твердое. Когда чувствуют, что острие Ъ прикасается к подставке, на него слегка нажимают так, чтобы отломать его по черте а. Тогда, В А Фиг. 28. если только воздух в баллоне находился под уменьшенным давлением, капля сока изнутри ягоды попадает в баллон, после чего кончик вынимают и немедленно запаивают. Достигнуть уменьшенного давления в баллоне можно следующим способом. Нагревают руками или лампой стенки баллона, вследствие чего небольшое количество воздуха выходит через открытый кончик изогнутой трубки, затем запаивают последнюю и охлаждают баллон. Описанным выше способом, таким образом, становится возможным засасывание сока изнутри ягоды. Проникнувшая в баллон капля сока целиком остается обыкновенно в изогнутой части трубки. Для того, чтобы смешать ее с соком, баллон наклоняют, что приводит сок в соприкосновение с каплей, затем ставят баллон в нормальное положение. Вот результаты, полученные в этих четырех сериях параллельных опытов. В первых десяти баллонах (контрольных, содержащих виноградный сок, прокипяченный при доступе чистого воздуха) не появляется никаких организмов. Виноградный сок может оставаться в,них без бов,которые находят в выжатом соке. Только здесь их обнаруживают.в несравненно большем количестве. Одни из них коричневаты [Stemphylium, Cladospo- rium), другие бесцветны. Эти последние имеют округлую, яйцевидную, несколько цилиндрическую или веретенообразную форму. Большинство из них похожи на членики четок Oïdium, Monilia, Ίorula, которые, вероятно, оторвавшись, были унесены ветром и прикрепились к плоду, иными словами, они похожи на споры гифомицетов. Некоторые из этих спор уже снабжены короткими проросшими нитями [Hoffmann (H.).—Études mycologiques sur la fermentation (Annales des sciences naturelles (Botanique), 4 série, 13, 1860, p. 19—44-3· '
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 235 всякой порчи неопределенно большое число лет.· Во всех без исключения баллонах второй серии (в которые была внесена вода, обмывавшая ягоды и ветки) наступает спиртовое брожение, начинающееся, если дело происходит летом, уже через несколько суток. Одновременно с появлением дрожжей, которые мало-помалу соединяются вместе и оседают на стенках баллона, образуются маленькие хлопья мицелия то одной, то другой, а иногда и нескольких плесеней вместе, не имеющих ничего общего с дрожжами. Часто на поверхности жидкости через несколько дней показывается также Mycoderma vini. Вибрионы и возбудители молочнокислого брожения в собственном смысле этого слова, в связи со свойствами виноградного сока, появиться в нем не могут. Баллоны третьей серии (заключающие в себе ту же омывавшую виноград воду, но предварительно нагретую до кипения) сохраняются без всякого изменения, как и первые баллоны. Наконец, баллоны четвертой серии (в которые внесен сок изнутри виноградины) обычно также остаются невредимыми, хотя и не всегда можно устранить неизбежные при таких деликатных опытах ошибки. Опыты эти не оставляют ни; малейшего сомнения в том, что: прокипяченный виноградный сок никогда не бродит при доступе воздуха, освобожденного от обычно взвешенных в нем зародышей; прокипяченный виноградный сок бродит, если в него внесена, хотя бы в самом незначительном количестве, вода, которой были обмыты ягоды или кисти винограда; виноградный сок не бродит, если в него внесена та же вода, предварительно нагретая до кипения и затем охлажденная; виноградный сок не бродит, если к нему прибавлено очень небольшое количество сока, взятого изнутри виноградной ягоды*. Таким образом, дрожжи, вызывающие брожение винограда при производстве вина, попадают с поверхности, а не изнутри ягод. Этот факт совершенно разрушает гипотезу Трекюля и Фреми, соглас- ласно которой белковое вещество превращается в дрожжи под влиянием присущей ему жизненной силы. С еще большим основанием должна быть отброшена теория Либиха о превращении белкового вещества в ферменты путем окисления. Читатель спросит, что же мог противопоставить Фреми таким убедительным опытам? Это довольно трудно себе представить. «В опытах, которые я варьировал до бесконечности,—говорит он,—я нашел, что в одной капле виноградного сока почти невозможно вызвать заметное спиртовое брожение, и я добавляю, что это брожение должно быть еще более трудным, когда эта капля погружена * Опыты, о которых мы говорим, позволяют сделать полезное замечание. Все органические жидкости, кипяченые или некипяченые, в конце концов фиксируют кислород воздуха. В то же время, конечно,1 под этим влиянием они принимают янтарную или более или менее бурую окраску, но этот результат может иметь место только в том случае, если жидкость будет помещена в условия, при которых она не подвергается порче. Если есть возможность сбраживания или развития плесеней, то жидкость остается почти бесцветной. Нет никакого сомнения, что отсутствие окраски должно быть приписано тому, что организмы забирают себе кислород, необходимый для окраски. В опытах с виноградным суслом, о которых я только что упоминал, все баллоны серий, оставшихся нетронутыми, окрашиваются в бледный желто-бурый цвет. Все те, которые бродят или покрыты плесенью, бесцветны или почти бесцветны.
236 ЛУИ ПАСТЕР в значительное количество предварительно подвергнутого кипячению сока»*. Не был ли я вправе говорить, начиная этот параграф, что я разрушу противопоставленную мне теорию, ибо, чтобы ее поддерживать, необходимо прибегнуть к гипотезам, так явно противоречащим истине? На заседании, следовавшем за тем, на котором г. Фреми сделал свою декларацию «о маленьких количествах, которые не бродят», я, чтобы пошутить и доставить себе удовольствие, принес множество очень малых запаянных ампул, в каждую из которых ввел вдуванием каплю сусла из раздавленных виноградных ягод. Я отломил на заседании Академии тонкие концы некоторых из них, и у всех резким, слышным на расстоянии, свистом обнаружилось брожение капли жидкости. Фреми при этом присутствовал и хранил молчание. Приведу довольно любопытные данные относительно того, с какого времени маленькое растение, доставляющее дрожжи, оказывается уже в состояни вызвать брожение. 25 июля 1875 года виноград в окрестностях Арбуа (Юра) еще совершенно не созрел, и виноградины по величине не превышали горошин. В одном из виноградников, вдали от всяких дорог, ^я срезал острыми ножницами несколько виноградин так, что они вместе с плодоножками упали прямо в пробирки, до половины наполненные соком смородины, предварительно прокипяченным и, следовательно, застрахованным от порчи. Пробирки, закрытые пробками, со всевозможными предосторожностями проведенными через пламя спиртовой горелки, были принесены в лабораторию и оставлены там. В следующие за тем дни в большинстве пробирок появились различные плесени, но ни в одной из них не обнаружилось ни малейших признаков брожения. Значит, в это время года зародышей дрожжей ни на ветках кистей, ни на ягодах еще не бывает. Я вернусь к такого рода наблюдениям в V главе. § 4. ПИВНОЕ СУСЛО И ВИНОГРАДНОЕ СУСЛО, ПОДВЕРГНУТЫЕ ДЕЙСТВИЮ ОБЫКНОВЕННОГО ВОЗДУХА Если выдвинутые мною положения отвечают истине в той мере, как я это считаю, если причина порчи жидкостей, содержащих органические вещества, действительно лежит вне их, если порча зависит от природы и количества попавшей откуда-нибудь пыли, если характер этой порчи, кроме того, сильнейшим образом изменяется в зависимости от состава жидкости, то соприкосновение пивного сусла или виноградного сока с воздухом должно неизбежно вызвать, особенно вначале, либо появление различных микроскопических организмов и возникновение различных брожений, либо, при других обстоятельствах, сохранение полной их стерильности. Действительно, прямые опыты подтверждают все эти предположения. Но прежде чем входить в подробности новых наблюдений, я должен подчеркнуть те большие трудности, с которыми часто сопряжено правильное объяснение фактов самопроизвольного появления организмов в жидкостях органического состава. * F г е m у.—(Recherches sur les fermentations). Comptes rendus de l'Académie des sciences, 75, 1872, p. 973—981.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 237 Гей-Люссак раздавил несколько ягод винограда под колоколом, наполненным ртутью, предварительно пропустив через него струю водорода, чтобы удалить прилегающий к его стенкам и к ягодам воздух. Видя, что в течение нескольких недель после этого брожение не начинается, он ввел под колокол несколько пузырьков кислорода: брожение обнаружилось в ближайшие же дни. Гей-Люссак вывел из этого заключение, что «брожение виноградного сусла не может возникнуть без помощи кислорода»*. Для тех условий, в которых он производил свой опыт, это совершенно верно, я приходится только восхищаться сдержанностью, с которой великий физик отнесся к интерпретации замеченного им факта! Но вот другой французский физик, Каньяр-де-Латур**, обнаруживает, что фермент спиртового брожения представляет собою маленькое одноклеточное растение. Откуда могли они взяться в опыте Гей-Люссака? Сторонники учения о самопроизвольном зарождении не смутились. Мы уже упоминали о том, что Трекюль и Фреми, вслед за многими другими, не задумываясь, заявили, что растеньице, вызывающее брожение, образуется в результате действия кислорода на белковое вещество виноградного сока. Однако опытами, описанными в предыдущей главе, мы твердо установили, что на поверхности винограда находятся обыкновенно зародыши виноградных дрожжей и что поэтому опыт Гей-Люссака имеет более простое и естественное объяснение. Зародыши дрожжей, находящиеся на поверхности ягод, при раздавливании последних смешиваются с соком винограда. Они остаются инертными в атмосфере водорода и начинают развиваться, как только вводится кислород. Результаты моей работы 1862 года о самопроизвольном зарождении показывают, что в опыте Гей-Люссака дрожжи могли попасть либо из пыли со стенок стеклянного колокола, либо из пыли, приставшей к ртути, так как в лаборатории, где производятся исследования над спиртовым брожением, в ртуть всегда могут попасть клетки дрожжей. Необходимость кислорода для ^успеха опыта может показаться удивительной, так как мы знаем, что спиртовое брожение часто происходит без доступа воздуха. Но мы на опытах докажем, что, независимо от самого процесса брожения, присутствие кислорода оказывает чрезвычайно большое влияние на развитие дрожжей и является необходимым условием регенерации состарившихся клеток и,, еще более, для прорастания тех специфических клеток, которые представляют собою истинные зародыши растеньица. Большая часть возражений, при помощи которых сторонники самопроизвольного зарождения тщетно пытаются опровергнуть своих противников, зиждется опять-таки на ошибочном толковании некоторых фактов, относящихся к самопроизвольному появлению организмов в органических настоях. Имея весьма неточное представление о сущности явлений, они хотят доказать, что теория о проникновении * G a y-L u s s а с—(Extrait d'un Mémoire sur la fermentation). Annales de chimie, 76, 1810, p. 245—259. Задолго до Гей-Люссака были сделаны наблюдения, что атмосферный воздух имеет большое влияние на брожение. См. статьи Chevreul по истории химии в Journal des savants (1859, p. 694—712; 1860, p. 40—50, 625—645, 677—698). ** Cagniard de Latour. — Observationч sur la fermentation du moût de bière. L'Institut, 1836, IV, p. 389—390.—Mémoire sur la fermentation vineuse. Annales de chimie et de physique, 2 série, 68, 1838, p. 206—222.
238 ЛУИ ПАСТЕР микроскопических организмов извне дслжна признавать присутствие в любой точке пространства одновременно всех зародышей, способных развиваться во всевозможных жидкостях, что, конечно, было бы нелепостью. Они думают или делают вид, что думают, например, бзгцто зародыши виноградных дрожжей существуют повсюду, во все времена года, как на берегах рек, так и на вершинах высочайших гор и т. д. «Брожения,—говорил однажды один из них в Академии*,— не могут зависеть от случайного присутствия атмосферной пыли. Разве можно себе представить, чтобы повсюду были зародыши дрожжей, всегда готовые попасть в виноградное сусло?» Несомненно, что в винограде, раздавленном в любом месте земного шара, хотя бы даже на леднике на самой большой высоте, может начаться брожение. Однако объяснение такого, казалось бы, невероятного факта найти просто, так как мы уже знаем, что ягоды винограда несут на своей кожице зародыши этих ферментов. Во всех исследованиях, касающихся интересующих нас организмов, следует обращать особенное внимание на пыль, покрывающую предметы, с которыми приходится манипулировать. Очень часто причину заражения видят в зародышах из воздуха, тогда как она кроется в зародышах, имеющих иногда другое происхождение, например, осевших на сосудах и других предметах, применяемых в опыте. В моей работе 1862 года, уже много раз цитированной, я показал, что невозможно делать сколько-нибудь серьезные выводы из опытов, произведенных в присутствии ртути, так как органическая пыль всегда загрязняет этот металл и вместе с ним проникает в сосуды, вызывая порчу, которую легко отнести на счет гетерогении. Во всех классических работах любят приводить опыт Аппера**, повторенный Гей-Люссаком. Неверное толкование этого опыта привело к гипотезе о повсеместном распространении в атмосферном воздухе, если можно т*ак выразиться, причины, вызывающей брожение* * *. После переливания виноградного сока, хранившегося по методу Аппера, из одних бутылок в другие, в последних сразу же начинается брожение. Вот сущность опыта, описываемого Гей-Люссаком. Есйи бы было доказано, что во время переливания сок соприкасался исключительно с воздухом, как это думал Гей-Люссак, то действительно пришлось бы допустить, что сок заразился дрожжами из воздуха. Если бы, с другой стороны, опыт удавался в любом месте, то мы принуждены были бы заключить,что зародыши дрожжей распространены повсюду в атмосферном воздухе. «Я взял,—говорит Гей-Люссак,—бутылку с виноградным суслом, консервированным в продолжение года и совершенно прозрачным. Я перелил сусло в другую бутылку, которую я также закупорил и поместил при температуре от 15 до 30°. Через восемь дней сусло потеряло свою прозрачность. В нем началось брожение, и скоро оно оказалось превращенным в имеющую вкус вина, пенящуюся, как * F г em у.— Sur la génération des ferments. Comptes rendus de l'Académie des sciences, 75, 1872, p. 783. ** A ρ ре r t.— L'art de conserver, pendant plusieurs années, toutes les substances animales et végétales. Paris. 1810, in—8°. *** G a y-L u s s a c.—(Extrait d'un Mémoire sur la fermentation). Annales de chimie, 76, 1810, p. 245—259.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 239 лучшие вина Шампани, жидкость. Другая бутылка сусла, сохранявшаяся в течение года, как и предыдущая, но не находившаяся в соприкосновении с воздухом, не обнаружила никаких признаков брожения, несмотря на то, что была помещена в чрезвычайно благоприятные для его развития условия». Поставленный grosso modo опыт, как сообщает Гей-Люссак, удавался. Другими словами, можно считать доказанным, что всякое лицо, которое во время сбора винограда заготовит по методу Аппера бутылки с виноградным суслом, а потом станет открывать их и переливать содеряшмое в другие бутылки, вскоре увидит, что сусло бродит и в нем появляются дрожжи. Но не менее достоверно, что выводы, сделанные из этого знаменитого опыта, совершенно ошибочны, и что зародыши дрожжей только в очень редких случаях попадают в сок из пыли, находящейся в воздухе. Эти зародыши чаще всего проникают, по-моему, не из воздуха, а со стенок бутылок, с пробок, ниток, штопоров и т. п. Ведь в каждом помещении, где работают с виноградом и виноградным суслом, в погребе, подвале, лаборатории, все принадлежности, если только не были приняты особые предосторожности,—не приходившие, конечно, в голову ни Апперу, ни Гей- Люссаку,—вся одежда, все бутылки, к которым притрагивались руками, заражены клетками дрожжей, попавшими из перебродившего сусла и с поверхности ягод винограда. Поэтому в момент переливания сусла тысячи случайных обстоятельств могут содействовать внесению в него зародышей дрожжей, первоначальным источником которых является в конечном счете сам виноград. Другими словами, я считаю ошибочным заключение относительно того, что зародыши дрожжей, обусловливающие успех опыта, о котором идет речь, попадают из пыли воздуха того самого помещения, где производится переливание сусла из одних бутылок в другие. После того как эти строки были написаны, я решил, в подтверждение сказанного, повторить опыт Гей-Люссака, поставив его так, чтобы, меняя условия, я мог с полной несомненностью получать или положительные или отрицательные результаты. 7 декабря 1874 года я взял две бутылки виноградного сусла, хранившегося по методу Аппера в моей лаборатории с начала октября 1873 года; обе они были покрыты пылью. Переливание было произведено в первом случае без особых предосторожностей. Я откупорил бутылку обыкновенным штопором и вылил ее содержимое в другую бутылку, за две недели перед этим вымытую и опрокинутую на полку наряду с другими. Не было принято никаких мер предосторожности, чтобы удалить пыль, покрывавшую наружные стенки первой бутылки, и чтобы совершенно очистить другую. Во втором случае сусло переливалось, наоборот, после того, как была удалена покрывавшая бутылку пыль, как пробка ее была срезана по уровню горлышка, и после того, как горлышко, пробка и штопор были проведены через пламя. Бутылку, в которую сусло переливалось, я поместил на минуту в водяную баню при 100°, затем опрокинул ее и поставил охлаждаться. После охлаждения в нее немедленно было вылито сусло из второй бутылки. 8 первой бутылке в ближайшие же дни на уровне жидкости и на дне появились микроорганизмы, а 16 декабря обнаружились и первые признаки спиртового броя^ения. Что касается второй бу-
240 ЛУИ ПАСТЕР тылки, то она и до сих пор еще совершенно не изменилась, несмотря на пребывание в течение нескольких месяцев в термостате. Что может быть убедительнее этих фактов? И как хорошо они согласуются с только что приведенными мною взглядами о причинах порчи органических жидкостей, которые я отстаиваю уже около двадцати лет! Можно ли, следовательно, говорить, что в атмосферном воздухе нет взвешенных зародышей дрожжей, образующих пыль? Без сомнения, они существуют и в этом состоянии. Но они обычно относительно малочисленны, потому что их изобилие или недостаток также находятся в связи с обстоятельствами, которые могут, как мы покажем, содействовать увеличению или уменьшению их количества. 2 мая 1873 года раскупориваются две наполненные пивным суслом бутылки, приготовленные по методу Аппера еще в декабре 1872 года. Чтобы избежать ошибок, о которых я говорил, раскупоривание бутылок производят следующим образом. Пробку срезают на уровне горлышка. Горлышко, выступ на нем и пробку проводят через пламя, не боясь сжечь и обуглить последнюю. Затем проведенным через пламя пробочником медленно вытягивают пробку. Приготовленные таким образом бутылки ставятся на стол в подвальном этаже, где постоянно производятся все работы^о спиртовым брожением. Первая бутылка. 7 мая—островки плесени на поверхности жидкости и большие клочья мицелия на дне. 11 мая—кроме того, образовалась пленка Mycoderma vini. Брожения нет. 13 мая—активное брожение (продолжавшееся до 23 мая). Микроскоп показывает дрожжевые клетки двух размеров, более крупные клетки в значительно меньшем количестве, нежели мелкие. Отсутствие молочнокислого и маелянокислого фермента. Вторая бутылка. 7 мая—островки плесени на поверхности жидкости и пленка Mycoderma vini. 11,13 ... 23 мая—брожения еще нет. 30 мая—активное брожение. Под микроскопом дрожжи оказываются смешанными с маслянокислым вибрионом. В этом случае зародились спиртовые дрожжи. Благодаря предосторожностям, принятым в момент, когда жидкость в бутылках пришла в соприкосновение с окружающим воздухом, появление зародышей дрожжей, как и других организмов—плесеней, Mycoderma vini, вибрионов,—может быть приписано лишь попаданию пыли, носящейся в воздухе зала. Итак, при определенных условиях дрожжевые зародыши находятся во взвешенном состоянии в воздухе. Но легко убедиться, что большое значение для результатов предшествующих опытов имели особые условия помещения. В тот же день, 2 мая 1873 года, были раскупорены с указанными предосторожностями четыре другие бутылки с тем же суслом. Они были помещены в зале, менее посещаемом, нежели предыдущий, где редко производились работы, относящиеся к брожению. Первая бутылка. 8 мая—на поверхности жидкости толстый пенистый мицелий Mucor mucedo или Mucor racemosus. Жидкость прозрачна*. * Следует заметить, что плесени, в настоящем смысле этого слова, быстро делают пивное сусло прозрачным. Можно сказать, что своим развитием они освет* ляют сусло, которое служит для их питания.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 241 30 мая, строго говоря, еще нет брожения в собственном смысле этого слова. Вторая бутылка. 8 мая—тонкая, на вид жирная пленка; кислый запах; жидкость мутная. Микроскоп показывает, что пленка образована Mycoderma aceti. 30 мая—пленка беловата и кажется мертвой. Она несет зеленое пятно Pénicillium glaucum. Брожения нет. Третья бутылка. 8 мая—островки плесени на поверхности жидкости. 30 мая—плотная и обильная плесень. Брожения еще нет. Четвертая бутылка. 8 мая—маленькие островки плесени и пленка Mycoderma vini. 30 мая—еще нет брожения. До августа 1873 года ни одна бутылка не дает ни малейших признаков спиртового или иного брожения. 16 декабря 1872 года раскупориваются четыре бутылки пивного сусла, также хранившиеся по методу Аппера, и помещаются при 25° в термостат, где постоянно находятся сосуды с бродящей жидкостью, но где не производят работ, связанных с засевом дрожжей или изучением продуктов брожений. В последующие дни появляются плесени, а брожение отсутствует. Это положение вещей длится в течение пяти месяцев, по истечении которых наблюдение заканчивается. 26 мая 1873 года открываются с указанными выше предосторожностями десять бутылок с пивным суслом, сохранявшихся с 9 апреля; затем их оставляют в зале, где постоянно работают над изучением брожений. 8 последующие дни на поверхности жидкостей появляются островки плесени. 30 мая—начало брожения в одной из бутылок. 31 мая—вторая бутылка также начинает бродить. 9 июня—четыре бутылки, включая две предыдущие, находятся в брожении. Обожженной бумагой, взятой из середины стопы, закрывают все шесть бутылок, которые еще не бродят. В последующие дни, до 1 августа, когда были прекращены наблюдения, эти шесть бутылок не бродили. Из этих примеров, подтвержденных еще многими другими, которые я буду иметь случай упомянуть в этой работе, явствует, что не во Ècex точках пространства находятся еародыши спиртовых дрожжей, всегда готовые упасть на все предметы. Это не бывает даже в тех местах, где постоянно производят такого рода работы*. Если опыты производят тщательно, то скоро убеждаются, что все, что писалось о легкости, с которой начинает бродить сахаристое сусло, оставленное в соприкосновении с окружающим воздухом, было пр еувеличено. Зародыши ферментов, особенно спиртовых дрожжей, дрожжей винограда, пивных дрожжей, далеко не так часто встречаются * В моем мемуаре о самопроизвольном зарождении я уже указал, что при посеве кусков ваты или асбеста, загрязненных воздушной пылью, в сахаристое сусло при свободном доступе воздуха не получали спиртового брожения. Источником пыли в опытах, о которых я говорю, являлся не воздух лаборатории, а воздух соседней улицы. Л. Пастер 16
242 ЛУИ ПАСТЕР в атмосферном воздухе и в пыли, покрывающей поверхность предметов, как споры плесеней. Это легко понять, потому что споры являются обычно воздушными органами в сухом состоянии; малейшее дуновение подымает и уносит их, в то время как дрожжи образованы влажными клетками, трудно поддающимися высушиванию. Баллоны, частично наполненные органическими жидкостями, лишенные воздуха, когда их открывают и затем снова закрывают, часто дают плесени и очень редко спиртовое брожение, хотя в этом отношении они далеко не вполне стерильны, чему я хочу привести доказательства. 19 июня 1872 года приготовляют семь баллонов с подсахаренной дрожжевой водой. Баллоны с вытянутой шейкой,. вместимостью каждый в 300 куб. см, содержавшие по 100 куб. см жидкости, были закрыты во время кипячения после того, как пар вытеснил внутренний воздух. 29 июня их открывают в главной комнате моей лаборатории. 9 июля—два баллона из семи не дали организованных образований. Другие содержат либо мицелий, погруженный или Фиг. 29. плодоносящий на поверхности жидкости, либо бактерии, иногда присоединяющиеся к хлопьям мицелия. В двух баллонах обнаруживают на дне жидкости белые тяжи, что указывает на присутствие спиртовых дрожжей или, чаще, маленького одноклеточного растения такой же формы, только чисто аэробного, иными словами, неспособного к брожению. Через несколько дней видно, как со дна одного из баллонов подымаются пузырьки таза. Брожение заставляет скоро открыть баллон, чтобы его не разорвало. Вот изображение этих дрожжей (фшч 29). Другой баллон с белыми тяжами не дал начала никакому брожению. При такого рода наблюдениях редко удается получить обильно размножающиеся дрожжи, потому что при небольшом количестве дрожжевых зародышей, взвешенных в воздухе, оперируют со слишком ограниченным объемом последнего. Успех более вероятен, если сахаристую жидкость с довольно большой поверхностью оставить на воздухе, потому что при этих обстоятельствах, даже при непродолжительном стоянии, значительный объем воздуха придет в соприкосновение с поверхностью жидкости. 29 мая 1873 года в пять часов вечера в подвальном этаже на высоте 50 см помещают десять фарфоровых кювет, поверхность которых равна 250—300 кв. см. Их только что вынули из кипящей воды. В каждую после охлаждения наливают слоем около 1 см пивное сусло, полученное из бутылок, откупоренных со Есеми необходимыми предосторожностями, чтобы в соприкосновение с суслом пришла только летающая пыль. 30-го в 5 часов вечера, иными ело-
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 243 вами, после 24-часового стояния в соприкосновении с комнатным воздухом, содержимое каждой кюветы отдельно выливается в баллон с длинной шейкой, вынутый из кипящей воды и остуженный с опрокинутой вниз шейкой. Внешний угол кюветы, через который сливается жидкость, и воронка (для каждого баллона должна иметься отдельная воронка) должны быть проведены _п_ через пламя. Эти десять баллонов помещаются в термостат при 25°*. Уже 1 июня шесть баллонов показывают признаки брожения. 2 июня все баллоны бродят. Вот некоторые из многочисленных микроскопических наблюдений над жидкостями и их осадками. 1 июня на поверхности жидкости в одном из забродивших баллонов появляется сплошная пленка Mycoderma vini, покрывающая сплетение мицелиальных нитей другой плесени. Ни в жидкости, ни в осадке незаметно клеток пивных дрожжей, но поле микроскопа заполнено легко подвижными, несколько короткими и толстыми, маслянокислыми вибрионами, длина которых вдвое превышает их поперечник. Брожение оказывается исключительно ма- слянокислым. 2,июня другой забродивший баллон не дает вибрионов, а только спиртовые дрожжи в небольшом количестве, много молочнокислых дрожжей в виде маленьких,суженных неподвижных члеников и, наконец, тонкие нити, похожие на изображенные на таблицах I и II (фиг. 19 и 20, стр. 203 и 212). 3 июня я рассматриваю жидкость баллона, в котором идет наиболее активное брожение. Кроме хлопьев плесени, развитие которых приостановлено недостатком воздуха, там находится, по меньшей мере, пять различных образований, которые изображены на фиг. 30. ааа... Большие клетки спиртовых дрожжей, размеры которых 13 указаны на рисунке. Так, угтг обозначает, что длина членика 13 равна ^ мм, и т. д. ЪЪЪ... Маленькие спиртовые дрожжи, появление которых обычно в суслб кислых и сахаристых плодов, в частности—в профильтрованном виноградном сусле. Размеры их были здесь от 1 до 1% или о —- мм** 450 ' ссс... Дрожжи нижнего брожения, подобные дрожжам в аппаратах/ в которых шло брожение в комнате. * Переливание в баллоны необходимо, потому что в кюветах брожение могло бы быть маскировано. См. дальше примечание на стр. 246. ** Эти маленькие дрожжи очень интересны, хотя они и не имеют большого 'значения для брожений промышленного характера. Я их изобразил в первый ' раз в 1862 году (Р a s t е и г.—Quelques faits nouveaux au sujet des levures alcooliques. Bulletin de la Société chimique, 1862, p. 67). Эти дрожжи были затем описаны доктором Реесом под названием Saccharomyces apiculatus (£t ё е s.— Uebèr die Pilze'aer alkoholischen Gàhrung. Leipzig, 1870. См. также: Ε η g e 1.—Les ferments alcooliques. These pour le doctorat ез sciences. Paris, 1872. 16*
244 ЛУИ ПАСТЁР ddd... Утолщенные, раздутые споры Мисог racemosùs. Они редки и стары на вид. Мы укажем на их действительное значение в одной из следующих глав. еее... Короткие вибрионы, иногда суженные к середине, той или другой формы; среди них есть неподвижные, а также такие, которые обнаруживают колебательные движения; они то появляются в поле зрения, то исчезают. Эти формы должны быть отнесены к мас- лянокислым и молочнокислым дрожжам таблицы I (фиг. 19, см. выше). Только что изложенные опыты показывают, что в выставленное на воздух пивное сусло одновременно попадают из находящейся в воздухе пыли зародыши различных организмов, среди которых встречаются возбудители разнообразных брожений—мае лянокис лого, спиртового, молочнокислого. Отметим, однако, что здесь речь идет о воздухе лаборатории, где непрерывно производят исследования над брожениями. В иной атмосфере получились бы чаще всего другие результаты. Это будет видно из следующего параграфа, в котором приведены новые факты, подтверждающие, что зародыши спиртового брожения встречаются в атмосферной пыли далеко не так часто, как думают. § 5. НОВЫЕ СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАД ЗАРОДЫШАМИ, ВЗВЕШЕННЫМИ В ВОЗДУХЕ РАЗЛИЧНЫХ БЛИЗКО ДРУГ К ДРУГУ РАСПОЛОЖЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ, НАХОДЯЩИХСЯ В ОТНОШЕНИИ ОБРАЗОВАНИЯ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВСТРЕЧАЮЩЕЙСЯ В НИХ ПЫЛИ В РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ Для сравнения природы и количества зародышей в различных помещениях следует выяснить, как будет изменяться одна и та же жидкость при соприкосновении с воздухом этих помещений. С этой целью приготовляют большое количество баллонов одинаковой вместимости, удаляют из них воздух и наливают в них приблизительно в равном количестве одну и ту же жидкость. В каждое помещение ставят одинаковое количество баллонов и открывают их. Наружный воздух со всей своей пылью попадает в баллоны. Их снова закрывают и начинают день за днем Следить за теми изменениями, которые в них происходят. Полученные этим методом резуль- * таты не дадут представления о всех зародышах, содержавшихся в тот момент в воздухе, а только о тех, которые способны развиваться в данной жидкости. Так, например, взяв кислый раствор, нельзя сделать никакого заключения о характере и относительном количестве бактерий или вибрионов. Для развития этих организмов пригодны лишь нейтральные или слегка щелочные растворы. Жидкости со слабокислой реакцией годятся, напротив, для] сравнительного Если после сбора винограда виноградное сусло тщащельно фильтруют, то можно быть уверенным, что они появятся в прозрачной жидкости на дне сосуда без примеси других дрожжей. Если сусло не фильтруют, то они также появляются, но вскоре к ним присоединяются более крупные и более удлиненные дрожжи, также характерные для брожения виноградного сусла.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 245 изучения тшесеней, микодермы и некоторых дрожжей, например, спиртовых. 26 цоября 1872 года были вскрыты и вновь закрыты в трех различных местах 30 баллонов с виноградным соком, сохранявшимся с момента последнего сбора винограда: Десять—в глубине сада Высшей нормальной школы; Десять—в разных помещениях второго этажа; Десять—в главном зале моей лаборатории, в котором незадолго до этого подметанием была поднята пыль с пола. В некоторых из этих тридцати баллонов в ближайшие же дни появились различные организмы. Начиная с 17 декабря новых изменений уже не происходило. Вот результаты наблюдений на этот день. Из десяти баллонов, открытых в глубине сада, только в одном жидкость начала портиться. Из десяти баллонов, открытых во втором этаже, испортились четыре. Из десяти баллонов, открытых в лаборатории, испортились все десять. Значит, воздух этих трех мест содержал совершенно различное количество зародышей. Природа зародышей оказалась не менее различной. В испортившихся баллонах из сада и школьного здания не замечалось ни следа торула, там были только плесени. Из 10 баллонов, открытых в лаборатории, в трех была найдена, кроме плесеней, также и торула*. 29 мая 1873 года в одну из комнат помещения, занимаемого мною в «Нормальной школе», принесли восемнадцать баллонов с оттянутой шейкой, наполненных виноградным суслом и не содержащих воздуха. Все стенки, не прикасающиеся к жидкости, быстро проводят через пламя осветительного газа, чтобы сжечь всю пыль, которую они могли принести из лаборатории. Затем обыкновенными ножницами, проведенными через пламя спиртовой лампы, отламывают кончики этих баллонов. Наконец, на небольшом расстоянии от уровня жидкости снимают верхнюю часть этих баллонов, что превращает эти восемнадцать баллонов в восемнадцать кювет, содержащих примерно 100 куб. см виноградного сусла каждая. Эти восемнадцать кювет ставят потом на стюл в зале моей- квартиры, где· их оставляют, стараясь не заходить в комнату в течение пяти дней. - 2 -июця кюветы исследуют. Все они содержат маленькие плавающие хлопья мицелия, но ни в одной нельзя обнаружить на стенках белых тяжей. Это доказывает, что в них нет торула. Жидкость осталась очень прозрачной. Содержимым девяти кювет наполняют два длинногорлых баллона, подготовленных надлежащим образом, т. е. достаточно прогретых незадолго до употребления, чтобы они не могли внести на своих стенках посторонних, происходящих из лабо- * Я напомню, 'что в 1862 году в моем Mémoire sur les générations dites spontanées я применил название Torula ко всем маленьким, появляющимся самопроизвольно одноклеточным растениям, не имеющим мицелия, размножающимся почкованием, подобно пивным дрожжам, и что тогда я настаивал на большом распространении их зародышей, особенно в моей лаборатории, в которой уже велись исследования о брожениях. Две из них представлены на фиг, 31 (таблР III). Можно было бы .сказать, что это дрожжи.
246 ЛУИ ПАСТЕР ратории зародышей. До 10 июля, когда дальнейшее наблюдение было сочтено излишним, эти баллоны не обнаружили никаких признаков брожения. Девятью другими кюветами также были наполнены два длинногорлых баллона, но уже после того, как они в течение двадцати четырех часов со 2 по 3 июня простояли в подвале моей лаборатории. Эти два последних баллона скоро показали активное брожение с обильным осадком дрожжей—новое доказательство боль- 400 1 Фиг. 31. Таблица III. Torula в стадии размножения,; шого различия в природе зародышей, взвешенных в воздухе моей лаборатории и моей квартиры. 3 июня ставят одновременно семь кювет, приготовленных, как только что было сказано, в вышеупомянутом зале, и семь других— в лаборатории. 8 июня на всех кюветах в зале появляется плесень, но совсем нет Mycoderma vini, нет и тяжей Torula, в то время как в шести из семи кювет в лаборатории стенки, под слоем островков плесени на поверхности жидкости, покрыты белым осадком. Жидкость этих последних кювет, налитая толстым слоем в длинногорлые баллоны, через сорок восемь часов начала обнаруживать спиртовое брожение*. * Читатель заметит, что и здесь, как на стр. 243 §4, для того, чтобы обнаружить возможное присутствие спиртовых дрожжей среди прочих образований в «кюветах, сливают жидкость из последних в длинногорлый баллон. В жидкости
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 247 Это—другое поразительное доказательство относительной разницы между числом зародышей дрожжей и торула в воздухе лаборатории и в воздухе обыкновенной квартиры. Вот рисунки Тоги- 1а*ъ шести кювет лаборатории. Эти образования представлены на рисунках I, II, III, IV, V и VI фиг. 32. Из них видно, насколько моя лаборатория изобилует зародышами этого рода образований. Без всякого сомнения, это зависит от характера выполняемых в ней работ, а также от сопротивляемости самих зародышей и вегетативных клеток этих маленьких растений, которая позволяет им высыхать и превращаться в пыль, не теряя при этом способности размножаться. Хотя формы, изображенные на приводимых рисункам, чрезвычайно разнообразны и № IV и VI ##.., £>&.., ттгга..., шг... образуют как бы четыре разновидности, все же не следует думать, говорю я, что все эти формы обязательно соответствуют отдельным видам. То, что от конца очень длинного членика, подобного изображенному на рисунке III, отделяется очень маленькая круглая клетка, может с широкой поверхностью, подвергавшейся самопроизвольному засеву, спиртовое брожение, несмотря на то, что оно существует, может совершенно ускользнуть от наблюдателя. На большой поверхности под тонким слоем в соприкосновении с воздухом плесени развиваются очень быстро и обильно. Они отнимают кислород, который растворился бы в жидкости, замедляя, следовательно, размножение дрожжей и препятствуя даже их прорастанию. Мы увидим, действительно, что дрожжевые клетки и то, что с наибольшим правом может быть названо их зародышами (факты, приведенные в V главе, дадут объяснение разнице в словах зародыши дрожжей и клетки дрожжей), тем больше нуждаются в кислороде, для регенерации и размножения, чем они старше, чем больше они истощены высушиванием и чем дольше они не почковались. Итак, если имеются споры плесеней и они развиваются, то они препятствуют размножению или даже прорастанию дрожжей. Собрать самопроизвольно засеянную жидкость в глубокий сосуд с очень малой поверхностью, например, в длинногорлый баллон,—это значит лишить плесени почти нацело воздуха и, наоборот, поставить дрожжи в условия, в которых они могут действовать в качестве фермента. Простое переливание жидкости дает им достаточное количество кислорода. В таком случае они скоро обнаруживают свое действие выделением газа. Прибавим, что при большой поверхности и тонком слое жидкость, в которой образовалось мало дрожжей, мржет выделять путем диффузии угольную кислоту по мере ее образования, внешне не обнаруживая тем самым брожения. Ι ι Y "1 VI p/T/ ^к Шт СИ т
248 ЛУИ ПАСТЕР привести к образованию ряда маленьких, круглых почкующихся: клеток, которые в дальнейшем будут воспроизводить формы, изображенные на рисунках I и II. Образование III является одной из форм Mycoderma vini*6, действительно часто встречающейся в этом ветвистом, древовидном состоянии. Но Mycoderma vini также часто встречается в виде коротких члеников, и именно такой ее обычно можно видеть на поверхности вин. Природа субстрата обусловливает в значительной мере морфологические изменения рассматриваемых· нами организмов. Но это не единственная причина этих изменений. Я весьма склонен думать, что каждая из клеток или каждый вегетативный членик всех этих столь различных по виду организмов, которые появляются самопроизвольно в соответственных «жидкостях в лаборатории, где производятся исследования над брожением, способны дать столько же разновидностей. Действительно, каждая из клеток (I—VI, фиг. 32), взятая отдельно, имеет свои собственные отличительные признаки, которые она должна в большей или меньшей мере передать по наследству всем индивидам последующих поколений. Заметим, с другой стороны, что естественное заражение из воздуха, которому подвергаются жидкости в наших опытах, является исключительно благоприятным для выделения различных разновидностей торула или Mycoderma vini. Когда баллоны с питательной жидкостью, из которых удален воздух, открывают и тотчас же снова закрывают, то в них вместе с пылью проникает чаще всего только один способный к развитию зародыш, одна вегетативная клетка, и таким образом создается потомство, происходящее из одной единственной материнской клетки. Если из толпы мужчин и женщин взять отдельные пары и каждую из них переселить затем на необитаемый остров, то они образуют, несомненно, столько обособленных племен, сколько было пар. Весьма замечателен тот факт, что все торула, воспроизведенные на рис. 32, не вызывают брожения. Так же как и Mycoderma vini, они.не разлагают сахара на спирт и углекислоту. Между тем, по внешнему виду, по развитию, по своим формам и размерам они могут быть совершенно одинаковы с настоящими спиртовыми дрожжами. Приведу убедительный пример. 28 мая 1872 года в одной из комнат моей лаборатории я разбиваю вытянутые кончики у нескольких описанных выше баллонов с виноградным суслом, из которых был удален воздух, Наружный воздух с силой врывается в баллоны, после чего их кончики тотчас же снова запаивают: В одном из баллонов появляется только один организм—известная нам торула. 7 июня она так сильно развивается, что все стенки покрываются белым осадком. На поверхности жидкости не видно Mycoderma vini в собственном смысле этого слова. Для того, чтобы окончательно убедиться в отсутствии плесеней, мы ждем до 14 июня. Положение вещей не меняется. В этот день мы открываем баллон. Выделения газа, которое свидетельствовало бы о повышении давления внутри баллона, при этом не происходит. Под микроскопом растеньице представляет собой скопление однородных клеток, совершенно сходных по виду и объему со старыми клетками обыкновенных дрожжей (фиг. 33).
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 249 Перегоняем сначала всю жидкость, объем которой равняется 100 куб. см. Ничто не указывает на присутствие спирта. Берем 33 куб. см жидкости и перегоняем их второй, а затем и третий раз. Присутствие спирта не обнаруживается, как и при первой перегонке*. Можно с уверенностью сказать, что наша торула, развивавшаяся в виноградном сусле под весьма ощутительным давлением, не образовала при размножении и ттг-^ куб. см спирта.. При следующих условиях дело обстояло несколько иначе, тем не менее, указанный результат подтвердился и там. 5 июля 1872 года открывают и вновь закрывают двенадцать баллонов, во всем сходных с предыдущими, с тою только разницей, что они содержали дрожжевую воду с 10% сахара. В одном из них также появилась только одна форма торула, чрезвычайно сходная с пивными дрожжами. Когда торула начинает покры- $ вать все дно жидкости, я последнюю взбалтываю и ® Θ Ъ ® опрокидываю баллон вертикально, чтобы погрузить то- (В^^Ф^ю рула и оградить ее от воздуха, хотя бы только в ниж- ® @© $ ней части горлышка. В следующие затем дни и месяцы ' θ S нет никаких признаков выделения газа. 22 июля 1873 ф 3 года, через год, баллон открывают, причем в нем не замечают сколько-нибудь ощутимого повышенного давления. Посредством последовательных перегонок анализируют жидкость на наличие спирта. При первых двух перегонках спирта не находят; но при третьей—удается обнаружить очень небольшие количества его. Образование этого незначительного количества спирта объясняется, как мы увидим впоследствии, тем, что растение в момент его полного развития было погружено в жидкость и должно было существовать некоторое время без кислорода воздуха. Из всего предыдущего ясно, что существует ряд разнообразных организмов, зародыши которых в особенно большом количестве встречаются в пыли лабораторий, где ведутся работы по брожению. Организмы эти по преимуществу аэробные и не вызывают брожения, хотя по форме своей они даже и под микроскопом ничем не отличаются от спиртовых дрожжей. Мысль о физиологической связи между этими растениями и в столь высокой степени похожими на них дрожжами напрашивается * Речь идет здесь об определении самых малых количеств спирта, для которых спиртомер оказался бы совершенно недостаточным. Верным признаком присутствия спирта является при перегонке внешний вид первых порций сгущенной жидкости. Они собираются всегда в виде капелек, струек или, еще вернее, жирных на вид слезок во всех случаях, когда в перегнанной жидкости имеется спирт. Перегонка должна производиться в маленькой реторте с достаточно длинной шейкой, соединенной с трубкой холодильника Либиха. Когда жидкость закипает, все внимание должно быть обращено на стенки шейки реторты. Пусть жидкость содержит только одну тысячную объема спирта, указанный характер слезок и струек ясно обрисуется в течение очень короткого, но все же уловимого промежутка времени. Десятитысячную долю спирта трудно заметить, но все же при старании и достаточном опыте можно и этого достичь вполне определенно. Отбирая при каждой перегонке треть общего объема и предполагая, что предел определения находится у тысячных долей, можно после трех перегонок 1 легко обнаружить присутствие 1Q qQQ куб. см спирта в общем объеме, равном 100 куб. см.
250 ЛУИ ПАСТЕР сама собой. То же самое относится и к настоящей Mycoderma vini при сопоставлении ее со спиртовыми дрожжами. Впрочем, Mycoderma vini отличается, повидимому, от торула, о которой идет речь, только особым физическим строением и особым жировым состоянием, позволяющим ей не падать на дно, а оставаться на поверхности жидкости в виде пленки*. Несмотря на многочисленные попытки, мне не удалось осуществить указанного перехода, т. е. превращения торула или Mycoderma vini в спиртовые дрожжи. Другими словами, мне не удалось придать торула и Mycoderma vini, столь похожим по форме на спиртовые дрожжи, присущей этим последним способности к брожению. В известный период моих исследований, в 1862 и даже позднее— в 1872 году, мне показалось что я нашел условия такого превращения. Но, как будет объяснено в одной из последующих глав, в мои опыты вкрались тогда ошибки, причины которых я так и не мог определить. §6. ДРОЖЖИ МОГУТ ВЫСЫХАТЬ И ПРЕВРАЩАТЬСЯ В ПЫЛЬ, НЕ УТРАЧИВАЯ СВОЕЙ СПОСОБНОСТИ К РАЗМНОЖЕНИЮ 8 предыдущих параграфах были приведены примеры самопроизвольного появления в жидкостях спиртовых дрожжей. Теперь я покажу, что эти маленькие растительные клетки, подобно спорам плесеней и цистам некоторых инфузорий, действительно, могут сохранять свою способность к размножению и в пыли воздуха47. 16 декабря 1872 года был собран и отжат под прессом осадок дрожжей из одного гектолитра пива. Изнутри отжатых дрожжей было взято несколько граммов и растерто в фарфоровой ступке с пятью частями гипса. Ступка и гипс предварительно нагревались при 200°, а затем быстро охлаждались. Приготовленный таким образом порошок сразу же завертывался в бумагу, проведенную над пламенем спиртовой горелки. Бумага вместе с содержимым помещалась затем в термостат при 20—25°. Все указанные предосторожности имели целью предохранить гипс и дрожжи если не от зародышей воздуха, то, по крайней мере, от зародышей пыли с поверхности предметов—ступки, гипса, бумаги. 18 декабря при помощи маленького, предварительно проведенного над пламенем платинового шпателя щепотку порошка из гипса и дрожжей засеяли в баллон с двумя горлышками (фиг. 24, см. стр. 218), содержавший чистое пивное сусло. Баллон был поставлен в термостат при 20°. 21 декабря, через три дня после засева, началось брожение, и на поверхности появились островки пены. 19-го и 20-го наблюдалось значительное развитие дрожжей, хотя без выделения газа. Под микроскопом дрожжи казались очень чистыми. 5 марта 1873 года снова берут щепотку порошка из гипса и дрожжей и кладут ее в баллон с чистым пивным суслом. 9 марта, т. е. через четыре дня после того, как баллон был по- * Возможно, что содержание жира в клетках Mycoderma vini обычно зависит просто от состава жидкости, на которой они растут. В сахаристых жидкостях встречается погруженная Torula, в то время как сброженные жидкости легче дают начало Torula и Mycoderma vini в виде пленки. Но в своей основе эти два вида маленьких одноклеточных растений — Torula и Mycoderma vini, весьма вероятно, тождественны.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 251 Фиг. 34. tfoocP Фиг. 35. ^ставлен в термостат при 20°, появление пены на поверхности сусла свидетельствует о начале брожения. Значит, дрожжи в сухом виде не погибли, а обнаружили только некоторую задержку вначале своего развития. 25 июля 1873 года, т. е. через семь с половиной месяцев, я опять засеял порошком из дрожжей и гипса баллон с пивным суслом; 2 августа, т. е. через неделю после засева, на поверхности жидкости показались маленькие островки пены. Под микроскопом дрожжи попрежнему представлялись чистыми и не отличались от исходных дрожжей (фиг. 34). 7 ноября 1873 года—новый посев в баллон той же смеси из гипса и дрожжей. К этому времени дрожжи потеряли жизнеспособность. Наблюдения над новым баллоном производились ежедневно до 1 февраля 1874 года, но он не проявил ни малейших признаков брожения и развития дрожжей. Произведенное в этот день микроскопическое исследование обнаружило на дне жидкости смешанные с гипсом дрожжи в совершенно инертном состоянии. Клетки, имеющие очень старый вид, с зернистым содержимым, лежали отдельно друг от друга без всяких признаков почкования. Винные дрожжи, высушенные при обыкновенной температуре, могут сохранять, таким образом, свою способность к размножению больше 7 месяцев. Впрочем, с течением времени способность к размножению понижается, так как через семь с половиной месяцев высушенное дрожжи вызывали брожение только спустя неделю, тогда как сразу после высушивания они при тех же условиях начали бродить уже через три-четыре дня. Параллельно опытам с винными дрожжами, я поставил опыты с пивными дрожжами так называемого верхнего брожения. Порошок из гипса и верховых дрожжей был приготовлен также 16 декабря 1872 года. В последний раз засев баллона с чистым пивным суслом был произведен 25 июля 1873 года. Признаки брожения обнаружились 27 июля. Регенерированные после долгого промежутка, времени дрожжи сохранили нормальный для дрожжей верхнего брожения вид и обычные свойства последних (фиг. 35). Изложенные факты не оставляют никакого сомнения в том, что клетки дрожжей сохраняют свою жизнеспособность в сухом виде в пыли воздуха, в которой они встречаются, особенно в лабораториях, где производятся исследования над спиртовым брожением.
Глава IV КУЛЬТУРЫ РАЗЛИЧНЫХ ОРГАНИЗМОВ В ЧИСТОМ СОСТОЯНИИ. ИХ АВТОНОМИЯ * Изложенные в предшествующей главе наблюдения показали, что в естественных и искусственных жидких средах, содержащих органические вещества, между прочим, в пивном сусле, при их соприкосновении с воздухом сразу же начинается развитие различных организмов. Это является естественным последствием заражения. Развитие организмов в жидкости зависит от того, что в нее попадают из окружающего воздуха различные микроскопические зародыши; их природа и количество обусловливаются местом и высотой, на которых находится сосуд, временем года, движением воздуха и т. п. В культурах, которые производят впечатление чистых, случайные посторонние примеси являются одним из главных препятствий при изучении низших организмов, в особенности плесеней. Зародыши большинства этих микроскопических организмов находятся либо в воздухе в виде пыли, невидимой простым глазом, либо в пыли, * В настоящем труде я при помощи опытов, которые считаю неопровержимыми, оспариваю взгляды некоторых ученых на возможность превращений Pénicillium glaucum в дрожжи или в Mycoderma, бактерий—в 'дрожжи молочнокислого брожения, дрожжей—в вибрионы, a Mycoderma aceti—в дрожжи и т. д.48. Однако я не решаю a priori вопроса о том, являются ли низшие организмы, о которых будет итти речь в этой главе, и в их числе дрожжи и ферменты (возбудители брожений) в собственном смысле этого слова, в своей обычной форме уже законченными существами или же они способны к полиморфизму. Только с такой оговоркой употребляю я выражение автономия. Я считаю возможным говорить о полиморфизме какого-нибудь вида только в том случае, если располагаю доказательствами, подтверждающими это. Органы, отделенные от более высоко организованных существ, и организмы в целом в известной фазе своего существования могут регенерировать, принимая при этом определенную форму с особыми свойствами, если среда и условия, в которых они находятся, не позволяют растению или животному развиваться в обычных для него формах. Примеров таких фактов в науке в настоящее время много. Аналогичные явления мы найдем у некоторых спиртовых дрожжей. Но обобщать подобные выводы раньше времени и допускать полиморфизм, который еще нельзя доказать, на основании только того, что он кажется вероятным, или на основании не вполне выясненных наблюдений—значит дать увлечь себя необоснованными еще теориями.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 253 покрывающей поверхность материалов и предметов, которыми пользуются для опытов, так что наблюдатель всегда рискует неверно истолковать получающиеся у него результаты. Он засевает растение и. следит за его развитием; незаметно для него споры другого растения попадают в его культуры и также начинают в них развиваться. Не подозревая этого, он относит все, что он видит, все превращения, которые он описывает, все выводы, к которым он приходит, только к засеянному им растению. Трудности еще более возрастают, если дело идет о бактериях, вибрионах и вообще о микроскопических организмах, обладающих способностью к движению. Наконец, в связи с тем, что среда оказывает сильное влияние на прорастание зародышей и на их последующее развитие, часто случайно попавшие в данную среду зародыши размножаются с чрезвычайной легкостью, тогда как зародыши специально засеянные, независимо от их числа, совсем не развиваются или же развиваются не так быстро. Внесите в молодое вино Mycoderma aceti, и вы получите Mycoderma vini\ внесите Mycoderma vinirs старое вино, особенно если оно немного скисло, и вы получите Mycoderma aceti*. Неправильное толкование такого рода фактов внесло многочисленные заблуждения в науку о низших организмах и содействует постоянному возобновлению споров о самопроизвольном зарождении и о теориях брожения. В настоящем труде нам приходится на каждом шагу наталкиваться на такие осложнения и видеть, как велико было их влияние на развитие науки. В противовес этим результатам мы будем изучать пивное сусло, засеянное зародышами одного определенного организма без примеси какого-либо другого49. § 1. КУЛЬТУРЫ PENICILLIUM GLAUCUM и ASPERGILLUS GLAUCUS В ЧИСТОМ СОСТОЯНИИ. ДОКАЗАТЕЛЬСТВА ТОГО, ЧТО ЭТИ ПЛЕСЕНИ НЕ ПРЕВРАЩАЮТСЯ В СПИРТОВЫЕ ДРОЖЖИ ПИВА ИЛИ ВИНА. ПЕРВОНАЧАЛЬНЫЕ ВЗГЛЯДЫ НА ПРИЧИНЫ БРОЖЕНИЯ Возьмем снова наш баллон с двумя горлышками (стр. 218, фиг. 24), содержащий сусло с сахаром, которое, несмотря на длительное хранение, не подверглось никакой порче, если не считать медленного окисления и связанного с ним побурения жидкости. Внесем в эту питательную среду споры Pénicillium, совершенно свободные от спор или зародышей посторонних микроскопических организмов. Этого можно достигнуть, взяв при помощи предварительно нагретых металлических щипчиков отрезок платиновой проволоки в 1 или 2 см, проведя его над пламенем и прикоснувшись им тотчас после охлаждения к скоплению спорангиев культуры Pénicillium. Как бы мало спор ни попало на кончик платиновой проволоки, все же в жидкость их будет внесено гораздо больше, чем нужно для заражения. Коснувшись проволокой спорангиев, вынимают стеклянную пробку из каучуковой правой трубки баллона и через последнюю бросают проволоку; затем стеклянную пробку снова вставляют, быстро проводя ее через пламя. Конечно, все эти предосторожности не устра- * Об этом см.: Ρ a s t е и г.—Études sur le vinaigre. Paris, 18t$8 (примеч. к стр. 76) и Études sur le vin, 2 édit. 1873, p. 19.
254 ЛУИ ПАСТЕР няют окончательно опасности, вызываемой перенесением спор череа воздух и открыванием баллона. Но, как я уже указывал, опасность эта не вредит обычно точности опытов. Баллон свободно сообщается через изогнутую тонкую трубку с наружным воздухом; поэтому, когда открывают пробку> воздух в него не входит. В то же время риск, что проволока придет в воздухе в соприкосновение с жизнеспособной спорой или зародышем, настолько ничтожен, что я не был поставлен в необходимость прибегать к особьш предосторожностям, которые, конечно, легко было бы изобрести, если бы в них ощущалась надобность. Однако при описанном способе не устранена причина более серьезной погрешности. Посевной материал,, который берут из культуры Pénicillium, развивавшейся при соприкосновении с обыкновенным воздухом, может оказаться нечистым. В культуру Pénicillium непрерывно попадает из воздуха пыль; значит, в ней должны находиться и споры других плесеней*. Исследователь часто может засеять, сам того не подозревая, кроме Pénicillium, также споры Mucor mucedo, Mycoderma vini, словом, споры разных других самых обыкновенных плесеней. Этот способ засева не представляет, таким образом, достаточных гарантий. Его можно сделать более точным при помощи следующего приема. Возьмем серию баллонов (фиг. 36) с органической средой, пригодной для развития плесеней, т. е. обладающей слегка кислой реакцией: дрожжевой водой с сахаром, пивным суслом, раствором Ролена** и т. п. * Некоторые наблюдения предыдущего параграфа позволяют судить о значительном количестве зародышей, беспрерывно оседающих на поверхность всех предметов. Я имею здесь в виду опыты, проведенные при помощи баллонов, изображенных на фиг. 36, вместимостью в 250 до 300 куб. см, на треть своего объема наполненных органической жидкостью и закупоренных во время бурного кипения. Эти баллоны, таким образом, после охлаждения не содержат воздуха. Их открывают сериями по 10, 20, 30 и т. д. штук на воздухе и затем сразу снова закупоривают. Соблюдая эту методику, вводят в каждый из них около 200 куб. см воздуха со всей взвешенной пылью, которую этот объем воздуха содержит, так как в пустые баллоны воздух входит с большой силой. Таким путем можно всегда установить, что некоторое количество баллонов со временем подвергается порче, причем количество последних и природа порчи находятся в полном соответствии с тем, что можно было предположить, исходя из количества и природы взвешенных зародышей, способных размножаться в употреблявшейся питательной жидкости. Если работают на большой высоте, далеко от жилища, от грязи городов и населенных равнин, как я делал на Montanvert, вблизи ледников, то изменения наступают весьма редко. Обратные результаты получились в жилой комнате неопрятного и плохо содержащегося маленького постоялого двора. В лаборатории,, где изучают брожения, ча£то получают некоторые другие виды зародышей, в отличие от получаемых в открытом поле, на чистом воздухе. Наконец, если» хотят получить организмы во всех баллонах, то достаточно поднять в момент- открывания баллонов пыль с пола или предметов. Этот опыт, такой простой* и легко воспроизводимый, ясно говорит нам, что невозможно в открытом сосуде· или на поверхности плодов апельсина, лимона, груши и т. д. получить пленку со Спорангиями плесени без примеси зародышей, посторонних этому маленькому- растению. Иными словами, наблюдатель, засевающий споры Pénicillium, взятые без выбора в любом месте кисточкой, этим самым вносит важный источник ошибок. ** Известно, что Жюль Ролен опубликовал замечательную работу по изучению минеральной среды, состав которой более всего пригоден для выращиваниям
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 255 Вскипятим жидкость и, вытянув горлышко баллона, запаяем его во время кипения после того, как воздух из него почти весь вышел. Приготовим 10—20 таких баллонов. После охлаждения разобьем запаянные кончики. Воздух с силой ворвется в баллоны. Запаяем их снова и будем наблюдать за ними. Мы уже прибегали ранее к такому способу получения культур. В некоторых баллонах появятся плесени, мицелий которых сначала плавает на поверхности раствора в виде хлопьев, а затем начинает образовывать споры. Часто развивается один только Pénicillium glaucum, споры которого находятся в воздухе в очень больших количествах. В этих условиях, очевидно, его спорангии совершенно не будут иметь посторонних примесей. Открыв один из баллонов с чистым Pénicillium, сделаем из него засев при помощи платиновой проволоки*. Вот самый верный способ получения спор Pénicillium без всякой посторонней примеси. Читатель извинит длинные подробности и мелочность всех этих предосторожностей. Мы будем иметь достаточно случаев убедиться, что, пренебрегая ими, хотя бы частично, трудно получить из наблюденных фактов вполне надежные выводы. 17 июня 1872 года три баллона А, В и С (фиг. 37) с пивным суслом были засеяны чистым Pénicillium при соблюдении всех предписанных предосторожностей. В ближайшие дни при температуре 25—30° засеянные споры прорастают, и в жидкости появляются хлопья мицелия, который местами на поверхности образует споры. К 22 июня на поверхности раствора образуются островки, беловатые по краям, зеленые по середине. Тогда баллон А встряхивают, чтобы мицелий и споры погрузились в жидкость**. Баллона некоторых* обычных плесеней, и что он предложил состав такой среды. Это то, что я называю здесь для краткости жидкостью Ролена. Вода 1 500 Углекислый магний 0,4 Кристаллический сахар 70 Сернокислый аммоний 0,25 Винная кислота 4 Сернокислый цинк 0,07 Азотнокислый аммоний 4 Сернокислое железо 0,07 Фосфорнокислый аммоний 0,6 Кремнекислый калий 0,07 . Углекислый калий 0,6 R а и 1 i η (J.)—Études chimiques sur la végétation. Paris. 1870, in—8° (Thèse pour le doctorat es sciences physiques). * Если желают получить чистый Pénicillium и не зависеть от случайностей самопроизвольного зарождения, возникающих при открывании и закрывании над горелкой остроконечных баллонов, то можно, как видно из следующего, использовать один из баллонов, которые после открывания и закрывания не дали никаких организованных существ. Их непосредственно засевают, внося на металлической нити споры, взятые из какой-нибудь культуры Pénicillium, находящейся на обыкновенном воздухе, и уже из спорангиев, образовавшихся в.баллоне, который был затем закрыт, можно потом получать нужный чистый засев: Это более быстрый метод и почти такой же надежный. Я должен добавить, что если желают брать для засева споры Pénicillium из закрытого баллона, в котором растение плодоносило, то не надо ждать, чтобы растение находилось там слишком долго. Через несколько дней после засева плесень останавливается в своем развитии, потому что весь кислород уже связан иона оказывается погруженной в смесь угольной кислоты и азота. При слишком продолжительном пребывании спор в этой атмосфере они погибают все без исключения. ** Для того, чтобы взболтать жидкость, не подвергая ее опасности внесения внешней пыли, направляют прежде всего пламя спиртовой горелки на оттянутую
256 ЛУИ ПАСТЕР также встряхивают, предварительно запаяв кончик его вытянутой изогнутой трубки*. Баллон С соединяют, с одной стороны, с аспиратором, а с другой—с трубкой, наполненной ватой; воздух баллона каждый день возобновляется. В течение следующих затем месяцев в баллонах не образуется ни признака пивных дрожжей. Я неоднократно повторял как эти опыты, так и другие, аналогичные им, но ни разу не обнаружил ни обыкновенных дрожжей, ни вызываемого ими спиртового брожения. Производя подобные опыты с содержащим сахар соком, являющимся крайне подходящей средой для развития бактерий и дрожжей молочнокислого брожения, можно убедиться, что последние также не могут превращаться в дрожжи, если только их культивировать в чистом виде. Но дело будет обстоять совершенно иначе, если не принять всех предосторожностей, необходимых для того, чтобы споры были свободны от всяких посторонних примесей. Если посеять, например, споры Pénicillium, развившегося на воздухе, на которые могла, следовательно, попасть пыль, то часто наряду с конидиеносцами плесени появляются то пивные дрожжи или Mycoderma vini и торула, то бактерии или молочнокислые дрожжи. При этом наблюдатель бывает вполне убежден, что споры плесени, или бактерии, или молочнокислые дрожжи превращаются у него на глазах в клетки спиртовых дрожжей. Такого рода ошибки и привели некоторых немецких естестйо- испытателей к убеждению, что им удалось дать несомненные доказательства способности многих плесеней вызывать спиртовое брожение и что они установили превращение спор этих грибков в пивные дрожжи. Этот взгляд, впервые введенный в науку Тюрпеном, был поддержан Байлем** и Беркли*** в 1856 году. Позднее Гофман**** шейку баллона, открытый конец которой вслед затем 1запаивают в пламени. Тогда безбоязненно взбалтывают и затем снова открывают вытянутый кончик изогнутой шейки для того, чтобы возобновить сообщение с внешним воздухом. , * Баллона был закрыт над лампой потому, что опыты, о которых я говорю, имели отчасти целью проверить данные Трекюля о превращении Pénicillium в дрожжи. Странная вещь, по Трекюлю, как мы увидим дальше, споры Pénicillium превращаются в дрожжи только до тех пор,* пока сосуды, в которых они засеяны, «хорошо закупорены». ** В a i 1 (Τ h.).— Ueber Hefe. Flora, 40, 1857, p. 417—430; 433—444. *** Berkeley (M. J.).—Introduction to cryptogamic botany, 1857. **** Hoffmann (H.).— Mykologische Studien uber die Gahrung. Botani- sche Zeitung, 18, 1860, p. 41—46, 49—54.—Études mycologiques sur la fermentation. Annales des sciences naturelles (Botanique), 4 série, 13, 1860, p. 19—44.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 257 и Галлир* присоединились к этой точке зрения. Я оспариваю это воззрение, начиная с 1861 года (Bulletin de la Société philoma- thique). G тех пор за границей указанный взгляд, несмотря на все возрастающий успех учения Дарвина, скорее потерял под собою почву. Де-Бари**, миколог, пользующийся по ту сторону Рейна вполне заслуженным авторитетом, пришел, как и я, к совершенно отрицательным выводам. Достаточно прочесть сочинения, отстаивающие существование этих превращений, чтобы возникли самые серьезные сомнения относительно точности наблюдений, которые в них приводятся как решающие. Я приведу лишь одну цитату из мемуара Гофмана***. «Но,—говорит он,—в некоторых случаях мне удавалось, благодаря благоприятным обстоятельствам, видеть, как фермент образует нити либо в виде маленьких образований, которые можно сразу же изучать под микроскопом, либо в виде больших скоплений. Среди других видов я тогда отметил, иногда отдельно, иногда в смеси, Pénicillium glaucum, Ascophora mucedo, Ascophora elegans и Periconia hyalina. Вот метод, которым легче всего получить этот результат. Несколько капель воды наливают в косо поставленную химическую пробирку, потом в среднюю часть помещают немного свежих дрожжей и закрывают пробирку ватой для того, чтобы помешать войти пыли снаружи. Иногда видно, как в этом наполненном парами сосуде появляются хлопья; Беркли и Г. X. Гофман получили, кажется, тем же способом из дрожжей Pénicillium». Но почему не допустить, что Pénicillium, образовавшийся в этих условиях, развился из спор этой плесени, находившихся на поверхности пробирки, прежде чем она была заткнута ватной пробкой, или примешанных к дрожжам, помещенным в пробирку? Несмотря на кажущуюся большую точность, факты, приведенные за пЪследние годы Байлем, который настаивает на своей точке зрения, также оставляют желать многого****. Трекюль*****, который почти один с Робеном****** и Фреми разделял во Франции ошибки, о которых идет речь, не ограничивается утверждением о переходе спор плесени в дрожжи и обрат- . но. Его система шире. «По моим наблюдениям,—говорит он,—должен иметь место ряд следующих превращений: белковое вещество превращается либо в бактерии, либо прямо в спиртовые дрожжи, либо в микодерму; бактерии, делаясь неподвижными, превращаются в молочнс- кислые'дрожжи; молочнокислые дрожжи—в спиртовые дрожжи; эти— в Mycoderma cerevisiae; наконец, эта последняя—в Pénicillium». * Hallier (Ε.).—Mitteilungen tiber Hefebildung. Botanische Zeitung, 23, 1865, p. 238—240; 24, 1866, p. 60—61; 285—287. ** Вагу (Anton d e).—Die neuesten Arbeiten tiber die Entstehung und Vegetation der niederen Pilze, insbesondere Pasteur's Untersuchungen. Flora. 45, 1862, p. 355—365; 46, 1863, p. 9—12, 16—24, 43—47.—Recherches sur le développement de quelques champignons parasites. Annales des sciences naturelles. (Botanique), 4 série, 20, 1863, p. 5—148. *** Hoffmann (H.).—Loc. cit., p. 24. **** Bai 1.—Botanische Abhandlungen. Danzig, 1869. ***** τ r é с u 1.—Recherches sur l'origine des levures lactique et alcoolique. Comptes rendus de l'Académie des sciences, 73, 1871, p. 1454. ****** Robin (G h.).—Sur la nature des fermentations. Journal de l'anatomie et de la physiologie etc., II, 1875, p. 397—403. Л. Пастер 17
258 ЛУИ ПАСТЕР Трекюль идет дальше. Он говорит о главнейших из этих превращений, точно он был их неопровержимым свидетелем. «При употреблении,—говорит он,—хорошо профильтрованного пивного сусла, не имеющего зернистого содержимого и приготовленного при температуре между 65 и 70°, прежде всего появляется множество мелких зернышек, превращающихся в подвижные бактерии, которые^ теряя способность двигаться, образуют, как я уже не раз говорил, молочнокислые дрожжи. Через несколько дней после появления первых зернышек можно отличить и отдельные более крупные зерна. Они увеличиваются, превращаясь постепенно в маленькие шарообразные или эллиптические клетки. Эти последние начинают почковаться лишь после того, как они достигли относительно значительных размеров, приближающихся к таковым обыкновенных дрожжей. Следовательно, проходит довольно много времени, в течение которого молодые клетки дрожжей не образуют почеку особенно если работают при невысокой температуре, от 20 до 35°. «Что же касается превращения спор Pénicillium в спиртовые дрожжи, также оспариваемого Пастером, то я получал его очень часто в жидкостях (кипяченое пивное сусло, подсахаренная ячменная вода), которые в течение месяца или шести недель не давали спиртового брожения. Эти жидкости, засеянные еще молодыми и хорошо прорастающими спорами различных форм Pénicillium, начинали бродить через различное количество дней даже при температуре в 12°, при условии, если бутылки были заткнуты очень эластичной, подвергавшейся кипячению в течение х/4 до х/2 часа пробкой. Последнюю было бы хорошо, как я предписывал, употреблять лишь через месяц после кипячения, чтобы лучше обеспечить посредством нового высушивания смерть мицелия, который пробка может содержать. Необходимо держать бутылку закупоренной, чтобы пробка все время была влажной. Уместно также взбалтывать бутылку один или два раза в день для того, чтобы обеспечить погружение спор. При соблюдении этих условий можно скоро увидеть, как споры увеличиваются, мало-помалу теряют свой зеленый цвет, затем почкуются, π потом обнаруживается часто весьма энергичное брожение. Если укупорка хороша, все споры окажутся превращенными»*. Такова точка зрения Трекюля. Это целая система самопроизвольного зарождения, описанная до мельчайших подробностей, начиная с превращения белковых веществ в высоко организованные клетки путем перехода растворенного вещества в самые мелкие зерна, этих последних—в подвижные бактерии, которые переходят в молочнокислые дрожжи просто потому, что утрачивают способность к движению, и т. д. и т. д. По-моему, все это—плод чистейшего воображения. Действительно, Трекюль основывает свои выводы на ряде последо- * Trécu 1.—(Réponse aux1 objections de M. Pasteur). Comptes rendus de l'Académie des sciences, 75, 1872, p. 1169. Что предосторожности, которые Трекюль принимал при такого рода опытах, были недостаточны, доказывается, по-моему, уже тем фактом, что когда Трекюль изучает микрофлору засеянного пивного сусла, он получает различного рода организмы. Мои опыты мне дают совершенно другое. Если я ничего не засеваю, я ничего не получаю. Если я засеваю какое-либо растение, я получаю такое же растение; если же оно как-либо изменяется, то это изменение несомненно связано по своему происхождению с засеянным растением и является следствием произвольно вызванных изменений в условиях опыта.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 259 вательных явлений, которые имеют место в профильтрованном пивном сусле, «не имеющем зернистого содержимого». Это последнее—непременное условие его умозаключений. Ведь он начинает с утверждения, что белковое вещество сусла превращается в зернышкиг «которые становятся подвижными бактериями». Вот одно из заблуждений Трекюля. Конечно, при условии охлаждения можно получить путем фильтрования почти прозрачное пивное охмеленное сусло. Если его фильтровать теплым, то оно остается прозрачным только до тех пор, пока не остынет. Сразу же по охлаждении оно мутнеет вследствие появления множества мельчайших зернышек. С другой стороны, холодное пивное сусло, если оно приходило, хоть на короткий срок, в соприкосновение с воздухом, окисляется. Окисление, происходящее, главным образом, за счет красящих и смолистых веществ, придает осадку тонкую зернистость, увеличивающуюся по мере продолжающегося окисления. Такая зернистость представляет собою совершенно инертный осадок, ни в коем случае не превращающийся в подвижные бактерии. Проверить этот факт очень легко в баллонах с двумя горлышками (фиг. 24, стр. 218). Чистое пивное сусло доводится в них до кипения, затем охлаждается и начинает окисляться. Образующиеся в этих опытах в сусле при доступе совершенно чистого воздуха зернышки никогда не приобретают подвижности и не превращаются в организмы. Заметим, что Трекюль, производя опыты с пивным суслом, не упоминает о том, было ли оно охмеленным или нет. Если бы Трекюль указал, что описанные им факты относятся к неохмеленному суслу, то я мог бы ему ответить, что температура в 60—70° совершенно недостаточна для уничтожения зародышей бактерий. Для того, чтобы охмеленное сусло осталось инертным при доступе воздуха, необходимо нагреть его до 70—75°, а неохмеленное сусло—до 90°. Словом, читателю должно быть очевидно, что обнаруженные Трекюлем подвижные бактерии находились в виде зародышей в суслег с которым он ставил опыты, и только развились при соприкосновении с воздухом, растворенным в жидкости. Превращение Pénicillium в другие организмы объясняется, без сомнения, тем, что Трекюль при засеве спор вносил зародыши дрожжей или похожей на них торула. Ведь он брал посевной материал-из пленок Pénicillium, развивавшихся на воздухе. В условиях опыта ТрекюЛя споры, хотя их было неизмеримо больше, чем дрожжей, были вытеснены этими последними, так как не могли развиваться в отсутствие кислорода. Дрожжи, напротив, имели полную возможность размножаться. Это и помешало Трекюлю отыскать засеянные им споры, затерявшиеся среди большого количества дрожжевых клеток. Вот одна из причин ошибочного представления о мнимом переходе спор в дрожжевые клетки. Хотя ботаники установили ряд разновидностей у Pénicillium glaucum, не думаю, что различие результатов, полученных мною и Трекюлем, можно было объяснить особенностями разновидностей, с которыми мы работали. Я пользовался самыми разнообразными разновидностями, да и Трекюль утверждает, что описываемое им явление происходило со многими разновидностями этой плесени. Вот что говорит Трекюль: «Я пользовался для этих опытов спорами Pénicillium различных форм: 1) большими, зелеными эллип- 17*
260 ЛУИ ПАСТЕР тическими спорами одной формы Pénicillium, которая растет на лимоне; 2) эллиптическими синеватыми спорами, более мелкими, нежели предыдущие, другой формы Pénicillium, развивающейся на лимоне; 3) шарообразными спорами вида, называемого Pénicillium crustaceum; 4) наконец, спорами Pénicillium, зарождающейся на пивных дрожжах»*. Приводимая здесь критика взглядов Трекюля была уже написана, когда один происшедший в Академии спор заставил меня перечесть его заметки по этому вопросу**. Уверенность, с которой он делает свои выводы, произвела на меня впечатление, и я еще раз задал себе вопрос: кто из нас заблуждается? Я решил еще раз с особой тщательностью повторить опыт, поставив себе задачей возможно точно воспроизвести условия опытов Трекюля, избегая, однако, его ошибок. Ввиду того, что описания его опытов не всегда удовлетворяли меня, я решил лично попросить у него разъяснений (это было 3 ноября 1873 года), которые он с большой готовностью дал мне. «Все разновидности Pénicillium,—сказал он мне,—особенно, когда они молоды и сильны, дадут вам превращение в дрожжи. Вот как я действовал. Я имел маленькие флаконы, вместимостью в 30—40 куб. см, наполненные пивным суслом или содержащие лишь очень мало воздуха, герметически заткнутые корковыми пробками; последние я в течение четверти часа держал в кипящей воде. Эти флаконы в закупоренном состоянии были помещены при 60—70°. После охлаждения я их раскупоривал и вносил туда споры, приготовленные следующим образом. На стеклянную пластинку я помещал споры той разновидности Pénicillium, которую я хотел изучать. Споры, взятые пинцетом с заплесневелого лимона, я разводил в капле сусла. Я изучал эти споры под микроскопом, „чтобы убедиться, что они не содержали ничего постороннего" (sic), потом я давал стечь капле с пластинки в один из флаконов. Я затыкал этот последний и клал его горизонтально. Превращение в дрожжи имело место в следующие дни». Вооружившись этими новыми сведениями, я принялся за дело. Заготовил ряд маленьких склянок, наполненных охмеленным пивным суслом с небольшим количеством воздуха, как указывает Трекюль. Нагрел их на водяной бане до температуры не ниже 70е и засеял их со всеми описанными мною предосторожностями, а не так, как это делал Трекюль. Ведь его способ явно несовершенен, ибо он берет споры для засева со спорангиев, выросших на воздухе, и перед исследованием под микроскопом работает с ними на воздухе, в воде, на стеклянной пластинке, не принимая мер против заражения, допуская, таким образом, бесчисленные возможности ошибок. Если споры для засева берутся с заплесневелого лимона, то в этом и кроется одна из основных причин ошибок. Пусть бы Трекюль рассмотрел под микроскопом воду, в которую был погружен какой-нибудь даже здоровый, еще не начинающий плесневеть лимон. Он сразу увидел бы, к каким ошибкам может повести его способ действия. Все плоды покрыты в изобилии зародышами микроскопических организмов. * Comptes rendus de l'Académie des sciences, 75, 1872, p. 1220. ** Ibid., 73, 1871, p. 1453; 74, 1872, p. 23, 153; 76, 1872, p. 987, 1160, 1168, 1218; 77, 1873, p. 1313, 1442, 1512.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 261 Во всех моих опытах споры, взятые при помощи предварительно нагретой и охлажденной платиновой проволоки из чистых спорангиев Pénicillium, развившихся в закрытом сосуде, проросли во всех, без исключения, склянках, дали хлопья мицелия и затем прекратили свое развитие из-за недостатка воздуха. Нигде не было заметно ни малейшего брожения, ни малейшего образования дрожжей, ни малейшего признака бактерий или молочнокислых дрожжей. С теми же отрицательными результатами опыты были повторены с неохмеленным суслом. Предварительные опыты показали, что для того, чтобы сусло не портилось, необходимо охмеленное сусло нагреть минимум до 70°, а неохмеленное—до 90°. Словом, нельзя утверждать, как это делают Трекюль, Гофман и другие естествоиспытатели, что споры Pénicillium могут превратиться в спиртовые дрожжи*. Если подойти к культурам Pénicillium с другой точки зрения, то мы получим замечательные результаты, объяснение которых тесно связано, по-моему, с физиологической теорией брожения, составляющей предмет одной из дальнейших глав. Дело идет об образовании спирта живым растением при определенных условиях развития. Перегоняя сахаристые растворы, на поверхности или внутри которых развивалась Pénicillium, и повторяя несколько раз перегонку способом, дающим возможность определять самые ничтожные количества спирта, легко установить, что в растворах часто содержится обыкновенный спирт. Кроме того, рассматривая количество получаемого спирта, всегда, впрочем, довольно незначительное, редко превышающее 0,001—0,0015 объема раствора, мы найдем, что не существует никакой пропорциональности между этим количеством и весом плесени. Может, например, случиться, что плесень, вес которой в сто раз меньше веса другой плесени, дает спирта гораздо больше. Часто при очень сильном развитии плесени вовсе не удается установить образования спирта, несмотря на всю точность применяемого метода (см. стр. 249). Чем же объясняется непостоянство результатов в отношении содержания спирта в культурах этой плесени? Многочисленные произведенные мною опыты с точностью показали мне, что это зависит от больших или меньших количеств воздуха или кислорода, находящихся в распоряжении плесени, независимо от того, идет ли дело о погруженном мицелии или о всем растении в целом, вместе с его органами размножения. В тех случаях, когда растение располагает избытком кислорода, спирта не образуется или образуется очень мало. Если, напротив, растение развивается с трудом, при недостатке кислорода, то количество спирта увеличивается. Другими словами, в этих условиях растение начинает обнаруживать свойства, присущие ферментам. Недавно, желая убедиться в том, что споры Pénicillium не превращаются в дрожжи, мы засеяли чистые споры в маленькие склянки^ содержавшие очень мало воздуха, вместимостью от 50 до 100 куб. см, и после посева герметически закупорили их. Прорастание и развитие спор в таких условиях происходит всегда с большим трудом и скоро * О дискуссии с Трекюлем см. Oeuvres de Pasteur, t. 2, p. 367—417. Примечание редакции французского издания.
2G2 ЛУИ ПАСТЕР останавливается из-за недостатка воздуха. Вес растеньица при этом ничтожен. В этих случаях нередко уже при второй перегонке можно было обнаружить присутствие спирта, несмотря на ничтожный вес плесени. Если же в параллельных опытах чистый Pénicillium растет в баллонах с большим содержанием воздуха, содержащих тот же объем сахарной жидкости, как и маленькие баллоны, то плесень, благодаря обилию воздуха, хорошо развивается и уже через несколько дней достигает значительного прироста в весе. После перегонки раствора мы, однако, часто совершенно не находим спирта, несмотря на то, что вес растения достигает 0,5—1 г и больше. Подобные результаты получаются со всеми плесенями, которые я исследовал, хотя и наблюдаются сильные колебания, в зависимости от природы последних. Одною из наиболее любопытных в этом отношении является Aspergillus glaucus. 15 июня 1873 года три баллона с пивным суслом А, В ж С были засеяны чистыми спорами A sper- gillus glaucus. Развитие пошло бы- Фиг. 38. стро, и спорообразование было очень обильным. 20 июня мы взболтали баллоны с жидкостями и развившейся на их поверхности плесенью. Жидкость из А перегнали сразу же, чтобы выяснить, имеется ли в ней спирт. Но его не оказалось. Баллон В присоединили к круглодонной колбе, как это показано на фиг. 38, и жидкость вместе с плесенью перелили из баллона в колбу. На другой день, 21 июня, мицелий, остававшийся в горлышке на поверхности жидкости, оказался усеянным пузырьками газа. Взбалтывание жидкости вызвало их выделение. 22 июня газ появился в таком же большом количестве, и часть мицелия, поднявшаяся qo дна колбы и застрявшая в горлышке, оказалась вздутой от пузырьков газа. При взбалтывании эти пузырьки отделялись, но на ледующий день снова образовывались. Так продолжалось в течение нескольких дней. Однако газ не выделялся непрерывно, как это бывает при обыкновенном брожении. 20 июля жидкость выливают из баллона и перегоняют. В ней содержится еще много сахара, но также заметное количество спирта. Под микроскопом не обнаруживается ни единой клетки обыкновенных спиртовых дрожжей. Значит, Aspergillus, достигший полного развития в присутствии значительного количества воздуха, не дает спирта. Однако, если его погрузить в жидкость таким образом, чтобы доступ кислорода к нему был затруднен, то он начнет разлагать сахар тем же путем, как пивные дрожжи, образуя углекислоту и спирт. Те же результаты еще яснее обнаружились в баллоне С, жидкость которого после взбалтывания не была перелита, как в предыдущем случае. Начиная с 21 июня мицелий оказался поднятым на поверх-
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 263 ность и усеян крупными пузырьками газа, которые образовывались вновь каждый раз, как их удаляли путем взбалтывания. Этот баллон был исследован 1 ноября 1873 года. Он сохранил прежний вид. Фиг. 39. Раствор был покрыт мицелием с массой спор, приподнятым крупными пузырьками газа, которые еще не исчезли. Вот анализ жидкости: Спирта 1,2 Глюкозы 84,0 Декстрина 32,0 Жидкость была совершенно прозрачной, с осадком из бесформенных зернышек, который образуется во время подготовки баллона, после кипячения. Если слегка раздавить мицелий, развившийся на поверхности жидкости, то мы увидим картину, изображенную на фиг. 39. Среди обыкновенных гиф мицелия, не воспроизведеййых на рисунке и не превышающих ^зоо мм> наблюдаются более крупные,
264 ЛУИ ПАСТЕР изогнутые самым причудливым образом гифы, вздутия которых достигают х/бо мм в поперечнике. Многочисленные споры Aspergih lus обычных размеров смешаны с другими, более крупными спорами и с большими раздутыми клетками с неправильными или шаровидными выступами и зернистым содержимым. Наличие всевозможных переходов между нормальными спорами и большими клетками,. а также между этими последними и гифами, заставляет предположить, что все эти причудливые формы произошли из спор, изменивших свою структуру под влиянием особых условий, в которые они были поставлены*. Эти-то клетки и неправильной формы гифы, развиваясь с большим трудом, и вызвали, без сомнения, слабое, хотя и совершенно очевидное, брожение, давшее больше грамма спирта. При отсутствии кислорода или при количестве его, недостаточном для нормального развития мицелия и прорастания спор, гифы и споры проявили ту же деятельность, какую должны были проявить в отсутствие кислорода пивные дрожжи. Изучая с этой предвзятой точки зрения развитие Aspergillus glaucus, мы скоро убедимся, что ρ аздутая форма гиф является действительно следствием большего или меньшего недостатка воздуха. Гифы мицелия, свободно развивающиеся при достаточном доступе воздуха, имеют вид молодых полупрозрачных нитей с небольшим поперечником и с разветвлениями обычной формы. Те же из них, которые рас- * Когда я исправлял корректуру этой уже устаревшей редакции, я усомнился в правильности названия Aspergillus glaucus, которое я дал плесени, формы развития которой изображены на фиг. 39, потому что я заметил· в последующих рисунках моих наблюдений аналогичную форму, относящуюся к голубоватому виду Pénicillium с довольно объемистыми спорами. К счастью, эти сомнения совершенно не затрагивают сущности предмета. Неважно, тот ли. или другой вид плесени дает спиртовое брожение, связанное с особенностями? форм развития спор при недостатке воздуха. Мисог га- cemosus. Фиг. 40. Слева—гифы, развившиеся при обильном доступе воздуха, на краю мицелия. Справа—гифы, развившиеся при недостатке воздуха, в центральных и глубоких частях мицелия.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 265 положены, ближе к центральной, плотной. и спутанной части мицелия, недоступной для кислорода, логлощаемого -периферическими гифами, отличаются, более сильной зернистостью, большими поперечными размерами и вздутиями. На этих гифах конидий не наблюдается*. Однако можно сказать, что конидии у них на грани появления. Перегородки вздутых гиф часто очень сближены между собою, а гифы имеют вид нитей, состоящих из вздутий или клеток, напоминающих конидии. Они изображены на схематическом рисунке (<$ш\ 40) и намеренно помещены рядом с рисунками, на которых изображен Мисог. О последнем мы скоро будем говорить в связи с тем, что он обладает замечательными конидиями и проявляет способность к брожению, как только культуры его начинают испытывать недостаток в воздухе50. Излишне добавлять, что в этих культурах Aspergillus, обнаруживших спиртовое брожение, не было клеток пивных дрожжей, хотя условия настолько подходили для обыкновенного спиртового брожения, что после внесения в баллон небольшого количества этих дрожжей усиленное спиртовое брожение начиналось уже через несколько часов. Вот еще цифры, полученные с культурой Aspergillus glaucus, также выросшей на обыкновенном охмеленном пивном сусле и выдержанной в течение года. Баллон в 300 куб. см засеян Aspergillus 21 декабря 1873 года и поставлен в термостат при 25°. Плесень начала развиваться отдельными участками, которые впоследствии соединились вместе, но не покрыли всей поверхности сусла. Развитие нескольких участков плесени наблюдалось и в глубине. Участки, которые появились на поверхности, вскоре были окружены крупными пузырьками газа. 12 декабря 1874 года жидкость и растение, которое уже давно казалось безжизненным, были исследованы. Мицелий состоял из старых ^зернистых гиф с редкими вздутиями. Сухой вес плесени равнялся 0,50 г при объеме жидкости в 122 куб. см. Найдено 4,4 куб. см 15° спирта, вес которого приблизительно в 7 раз превышал вес растения. Кислотность жидкости соответствовала 2,8 г серной кислоты, т. е. сильно превосходила кислотность пивного сусла. Это показывает, что брожение Aspergillus сопровождается образованием органической кислоты, природу которой интересно было бы установить51. Гайон в моей лаборатории приступил к выяснению этого вопроса**. Чтобы закончить с Aspergillus glaucus, я сообщу об опыте, в котором, две его культуры, развиваясь в баллонах равного объема, были поставлены в одинаковые условия, с той только разницей, что через один из них протягивался ток чистого воздуха, а через другой— нет. Через несколько дней плесень в баллоне, через который протягивался воздух, достигла значительно большего развития, чем плесень в другом баллоне. Баллоны были вскрыты, и сравнены веса плесеней после их высушивания при 100°. Плесень в токе воздуха 0,92. Плесень в бессменном воздухе 0,16. Отношение весов 92 : 16=5,75. * Названием конидии обозначают цепочки клеток, являющиеся настоящими мицелиальными спорами. ** Гайон (Gayon) эти исследования не продолжал, и они не были опубликованы. Примечание редакции французского издания.
266 ЛУИ ПАСТЕР В баллоне, через который протягивался воздух, спирта не было. В этом опыте пары, увлекаемые током воздуха, конденсировались в U-образной трубке, погруженной в холодную воду. Раствор другого баллона содержал заметное количество спирта, хотя вес плесени в нем был почти в шесть раз меньше. Совокупность изложенных фактов лишний раз доказывает, что: 1) ни Pénicillium, ни Aspergillus glaucus не превращаются в пивные дрожжи даже при условиях, наиболее благоприятных для развития последних; 2) плесень, которая в присутствии кислорода черпает необходимую для питания теплоту из процессов горения, происходящих за счет кислорода, может, хотя и с трудом, продолжать свое существование в отсутствие кислорода, причем форма ее мицелия и спор меняется, а все растение начинает обнаруживать склонность к брожению, разлагая сахар с образованием углекислоты, спирта и других веществ, еще не * определенных и, по всей вероятности, различных для каждой плесени. Так, во всяком случае, приходится объяснить рассмотренные нами факты52. Изложенные в дальнейших главах наблюдения сделают это объяснение еще более правдоподобным. § 2. КУЛЬТУРА MYCODERMA VINI В ЧИСТОМ СОСТОЯНИИ.—ПОДТВЕРЖДЕНИЕ НАШИХ ПЕРВОНАЧАЛЬНЫХ ВЗГЛЯДОВ НА ПРИЧИНУ БРОЖЕНИЯ.—MYCODERMA VINI НЕ ПРЕВРАЩАЕТСЯ В ДРОЖЖИ, ХОТЯ СПОСОБНА ВЫЗЫВАТЬ НАЧАЛО БРОЖЕНИЯ Цветение вина, сидра, пива знакомо всем*. Лишь только к жидкостям, в которых происходило брожение, будет открыт свободный доступ воздуха, на их поверхности появляется белая пленка. Эта пленка постепенно утолщается и становится складчатой, так как поверхность жидкости оказывается слишком тесной для необычайно быстро размножающихся члеников, которые ее составляют. Быстрота этого размножения порою граничит с чудом. В летнюю жару в среде, особенно благоприятной для развития растения, за несколько часов образуются многие миллиарды клеток. В связи с этим поглощение кислорода, необходимого для поддержания усиленного питания, выделения теплоты и образования углекислоты, достигает значительных размеров. Стеклянная пластинка, помещенная на некотором расстоянии над микодермой, через некоторое время начинает потеть, и вскоре влага скопляется на ней в крупные капли. Поглощение кислорода так велико, что на поверхности жидкости, кроме пленки микодермы, не развивается никакая другая плесень, хотя вместе с пылью на нее непрерывно падают посторонние споры; пленка микодермы успевает поглотить из воздуха весь кислород, несмотря на то, что происходит постоянная смена воздуха над ее теплой и влажной поверхностью. Однако, когда развитие замедляется, рядом с этим растением тотчас же обнаруживаются другие микодермы, в частности, Mycoderma aceti, или различные плесени, обыкновенно Pénicillium glaucum. Это и есть один из тех фактов, неправильное толкование которых привело к признанию возможности и даже легкости превращения Mycoderma vini или cerevisiae в Pénicillium и обратно**. * См. Pasteu г.—Études sur le vin, I edit., Paris, 1866, p. 20. ** В то время, когда я перечитывал этот параграф, я нашел в Journal d'Ana- tomie et de Physiologie Робена статью за его подписью, озаглавленную: «Sur
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 267 Изучение культур Mycoderma vini, свободных от каких бы то ни юыло посторонних примесей и развивающихся на поверхности и в глубине сахаристых жидкостей, представляет огромный интерес для теории спиртового брожения. Остановимся на нескольких примерах. 21 июня 1872 года в три баллона с дивным суслом (фиг. 41) А, В и С засевают Mycoderma vini. Для засева микодерму берут с поверхности дрожжевой воды с сахаром из обыкновенного закрытого баллона, в который Mycoderma vini была внесена из пивного сусла, зараженного в свою очередь Mycoderma vini, развившейся на вине. Засев производят при помощи зажатой в щипчики платиновой проволоки (и щипчики и проволоку для очищения проводят предварительно через огонь). Благодаря ряду последовательных пересевов в закрытых сосудах, которые открываются только в момент засева, освобождаются от всех посторонних спор, в частности, от зародышей Mycoderma aceti, обычного спутника Mycoderma vini. Mycoderma aceti с большим трудом развивается на растворах с сахаром, имеющих нейтральную реакцию. В ближайшие затем дни поверхность растворов в трех баллонах покрывается пленками Mycoderma vini, совершенно чистыми на вид. При помощи микроскопа устанавливают полное отсутствие примесей Mycoderma aceti, молочнокислых дрожжей и пр.*. 26 июня жидкость из А сливают и перегоняют. Спирта в ней не оказывается. Жидкость баллонов В и С взбалтывают (с соответственными предосторожностями), чтобы погрузить в них, насколько воз- Фиг. 41. la nature des fermentations и т. д.»—11, 1875, р. 379,—в которой этот ученый микрограф выражается следующим образом: «Torula cerevisiae происходит из Mycoderma cerevisiae. Я также не сомневаюсь больше, после сделанных мною наблюдений, что Pénicillium glaucum является одной из эволюционных форм указанных выше спор или дрожжей, как это давно показал Трекюль. Можно также сказать, что споры Pénicillium, прорастая в подходящих средах, дают споровые формы, * называемые Mycoderma». Я беру на себя смелость заметить, что это—утверждения, в пользу которых Робен не приводит никаких доказательств. До сих пор невозможно указать подходящую среду, которая позволила бы установить эти различные превращения или этот полиморфизм. Со времени Тюрпена, который думал, что видит их очень хорошо, и до наших дней ни одному из микрографов, утверждавших о таких превращениях, не удалось убедить в этом других, и самые новые наблюдения Трекюля определенно опровергаются моими именно в том, что касается Pénicillium него превращений в дрожжи или пивную микодерму. По моему мнению, я дал по этому вопросу не допускающие возражений доказательства. * Нет ничего легче, чем изучать во время опыта жидкость и организмы баллона. Вынимают стеклянную пробку, закрывающую каучуковую трубку правого отверстия, и с помощью длинной прокаленной палочки или стеклянной трубочки берут пробу, которая тотчас же подвергается микроскопическому исследованию. Затем помещают на место стеклянную пробку, проведя ее предварительно через пламя, чтобы сжечь органическую пыль, которую она могла набрать со стола, на который ее клали.
268 ЛУИ IÏACTEP можно, пленки. Затем выдерживают баллоны при 26—28°. В следующие дни в жидкостях, сохранивших свою прозрачность, под оставшимися на поверхности участками пленки начинают появлятьЬя в большом числе пузырьки углекислоты, так что получается впечатление медленного непрерывного брожения. 29 июня декантируют и перегоняют жидкость из В. В ней находят весьма заметные количества спирта, которые могут быть определены уже после первой перегонки. Баллон С снова взбалтывают. Он продолжает проявлять признаки брожения. Через несколько дней, однако, выделение пузырьков углекислоты прекращается. Прежде всего констатируем, что Mycoderma vini не превращается в дрожжи. Действительно, еще сегодня, 15 июля 1873 года, баллон со своей пленкой и-со своим осадком Mycoderma vini стоит у меня перед глазами без всяких признаков посторонних плесеней. В нем нет ни Pénicillium glaucum, ни Mucor mucedo, ни Rhizopus* nigricans, ни Mycoderma aceti,—словом, ни одного из тех организмов, которые не преминули бы появиться на поверхности столь подходящей для их развития среды, если бы Mycoderma vini обладала способностью превращаться в ту или иную из этих обыкновенных плесеней. Хотя сахар из раствора еще не исчез, клетки настоящих пивных дрожжей в нем совершенно отсутствуют. Из этого следует, что в тех случаях, когда уже через несколько дней после ^засева в культурах Mycoderma vini, развивавшихся при доступе воздуха, появляются одна или многие из этих плесеней, то это значит, что, помимо воли исследователя, из воздуха попали в жидкость зародыши этих посторонних организмов. Можно было бы, пожалуй, опасаться, что условия культуры в наших баллонах не допускают одновременного появления этих обыкновенных плесеней и Mycoderma vini. Это неверно. 24 июня 1872 года я засеял три баллона с подсахаренной дрожжевой водой таким же образом, как и предыдущие: В первый—Mycoderma (fini вместе с Pénicillium glaucum. Во второй—Mycoderma vini вместе с Mucor mucedo. В третий—только Mycoderma vini. Для этого обмакивали платиновую нить, служащую для засева, в чистую пленку Mycoderma vini, потом притрагивались этой нитью* к спорангиям плесени. 29 июня на поверхности первого баллона видны зеленые островки Pénicillium и пятна Mycoderma vini. Bo- втором—объемистый мицелий Mucor mucedo, раздувшийся от появления больших пузырьков, поднявшихся на поверхность жидкости, и совершенно покрытый плепкож Mycoderma vini. Что касается третьего баллона, то на поверхности жидкости имелись лишь пятна очень чистой Mycoderma vini. Этот последний баллон после нескольких месяцев пребывания в термостате при 25° также дал лишь Mycoderma vini без примеси какой бы то ни было другой плесени. Таким образом, можно с уверенностью утверждать, что Mycoderma vini, развиваясь на поверхности растворов, при доступе свободного от пыли воздуха не дает ни малейших признаков превращения в обыкновенную плесень или в пивные дрожжи, как бы долго ни оставалась она в соприкосновении с чистым воздухом. Вернемся теперь к происходящему при повышенной температуре слабому и ограниченному выделению углекислоты и спиртау
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ .269 .которое мы наблюдали после погружения в жидкость пленки Мусо- derma vini*. Мы имеем здесь, несомненно, дело с фактом, совершенно подобным тем, которые мы наблюдали при изучении Pénicillium и Aspergillus в предыдущем параграфе. Клетки или членики Mycoderma vini, усиленно прорастая и развиваясь в жидкости, содержащей сахар, при доступе воздуха живут за счет сахара и других находящихся в жидкости веществ. Они обнаруживают полное сходство с животными, которые также поглощают кислород и выделяют углекислоту, сжигают те или иные соединения, образуют новые вещества и соответственно растут. При таких условиях Mycoderma vini не только не образует спирта в количествах, доступных для анализа, но даже при наличии последнего в растворе сжигает его при помощи кислорода и превращает в воду и углекислоту**. Но погрузим микодерму в жидкость и посмотрим, что из этого произойдет. Если бы плесень не была в состоянии приспособиться к новым условиям, она должна была бы погибнуть, подобно животному, задыхающемуся при внезапном лишении кислорода.. Если же допустить, наоборот, что существование ее может продолжаться, то надо южидать, что новые условия питания вызовут какие-нибудь особые изменения в ее структуре или в производимых ею химических процессах. И действиельно, наблюдения показывают, что жизнь клеток микодермы после их погружения в жидкость продолжается. Жизнь медленная, затрудненная, не особенно длительная, но не подлежащая сомнению, и она сопровождается спиртовым брожением, т. е. образованием спирта и выделением углекислоты. Если в один из ближайших дней после погружения пленки мы возьмем каплю раствора, полную распавшихся клеток микодермы, то увидим слабые, но заметные изменения внешнего вида многих из этих клеток. Они увеличиваются в размерах, их протоплазма изменяется, некоторые из них образуют маленькие почки. Однако очевидно, что все эти процессы внутреннего питания и вызываемые ими изменения в тканях совершаются с большим трудом. Почки, если они образуются, вскоре * Можно еще иначе доказать существование спиртового брожения, вызванного клетками погруженной Mycoderma vini. С этой целью после того, как 'все будет приготовлено, как указано было выше, и пленка Mycoderma vini будет Бзболтана в жидкости, соединяют баллон с колбой, как указано на фиг. 38 ,(см. выше), и мутную жидкость переводят в колбу. В следующие дни можно видеть беспрерывное брожение, продолжающееся очень долго и обнаруживающееся в колбе ^благодаря очень маленьким пузырькам, непрерывно подымающимся <со дна, но в каждый момент в очень небольшом количестве. Нельзя сомневаться в том, что брожение идет непрерывно, но оно весьма мало активно, и хотя оно длится очень долго, оно останавливается задолго до того, как сахар окажется потребленным. Опыт, поставленный так, как я только что указал, доказывает лучше,нежели •всякий другой, что Mycoderma vini не превращается в обыкновенную плесень, Pénicillium или какую-либо иную. Действительно, после переливания жидкости в колбу стенки баллона оказываются покрытыми налетом Mycoderma vini и небольшим количеством жидкости. Кроме того, в баллон имеет доступ воздух, который все время частично возобновляется благодаря колебаниям температуры в термостате. Таким образом, оставшаяся на стенках Mycoderma vim оказывается в наилучших условиях для превращения в плесень, если это только возможно. Мало того, легко отделить баллон от колбы и вводить в него воздух постоянно или же один-два раза в день. Ни в одном случае нельзя заметить зарождения и роста чего-либо другого, кроме Mycoderma ν ini. ** Pasteu г.—Études sur les mycodermes. Comptes rendus de l'Académie des sciences, 54, 1862, p. 265—270; 55, 1862, p. 28—32.
270 ЛУИ ПАСТЕ Ρ отделяются, и образования новых клеток уже не происходит. Tear не менее, такие изменения сопровождаются разложением сахара на спирт и углекислоту. Сопоставляя эти факты с теми, на которые мы указывали у культур Pénicillium и Aspergillus, мы должны.признать, что образование спирта и углекислоты из сахара, т. е. спиртовое брожение, представляет собою химический процесс, связанный с жизнью самых различных по природе клеток. Оно обнаруживается тогда, когда эти клетки лишаются возможности свободно сжигать питательные вещества путем дыхания, т. е. поглощения свободного кислорода, и должны поддерживать свое существование, пользуясь содержащими кислород веществами, которые, как сахар или как взрывчатые вещества, дают при своем расщеплении теплоту. Таким образом, способность вызывать брожение не является црисущей тому или другому организму, тому или другому органу; она представляет собой свойство всех живых клеток вообще, свойство, готовое проявиться и действительно проявляющееся, как только прекращается доступ свободного кислорода или, по крайней мере, таких его количеств, которые обеспечивают все процессы питания. Эта способность проявляется или исчезает, в зависимости от характера жизнедеятельности клеток в отсутствие кислорода. Она слаба и кратковременна, если слаба жизнедеятельность клеток в этих условиях; наоборот, когда растение, отдельный орган или клетка способны легко размножаться при новых условиях, образование спирта и углекислоты будет итти интенсивно и долго, с большими выходами этих продуктов. Этим обусловливается все необычайное разнообразие энергии брожения, а равно и существование ферментов всевозможной формы и различных видов. Можно без труда представить себе, что разложение сахара пойдет совершенно иным путем, чем мы указывали, и что вместо- спирта, углекислоты, глицерина оно даст молочную, масляную, уксусную и другие кислоты. Только определенные группы более или менее сходных растений будут разлагать, сахар на спирт и углекислоту; другие группы, с иными отличительными свойствами, будут действовать иначе. Словом, сколько организмов, столько, можно сказать, и различных ферментов. Обе части таблицы IV (фиг. 42) изображают Mycoderma vini в различные моменты от начала погружения. В левом полукруге ясно видно набухание многих члеников, изменение их внутренней: плазмы и начинающееся почкование некоторых из них. Если это почкование происходит, если почки увеличиваются и отделяются в· виде новых клеток, которые, в свою очередь, могут почковаться, то перед нами будут все характерные черты пивных дрожжей, а также, несомненно, признаки активного брожения, потому что оно относится к явлениям того же порядка питания и жизненной энергии, о которых мы говорим. Но вместо того, чтобы настаивать на толковании еще малочисленных фактов, будем .продолжать собирать таковые, варьируя их, сколько возможно. Каждый из примеров, взятый в отдельности, может показаться недостаточным для обоснования теории, которую я защищаю, но их совокупность,, я надеюсь, убедит читателя. Мне представляется полезным ввести теперь же два новых обозначения, которые хорошо характеризуют отмеченные выше
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 271 факты и которые облегчат нам дальнейшее изложение. Ввиду тогог что жизнь может продолжаться при известных условиях и без доступа кислорода и что питание в таком случае сопровождается явлениями,, имеющими одновременно большое научное и промышленное значение, все живые существа должны быть подразделены на две группы: аэробов, т. е. таких, которые не могут жить без воздуха, и анаэробов, которые в крайнем случае и в течение известного времени могут беа него обходиться. Эти последние и представляют собой ферменты 400 1 Фиг. 42% Таблица IV. Погруженная Mycoderma vini действует как фермент спиртового брожения. Справа—посевной материал; слева—он же после продолжительной жизни в погруженном состоянии. в собственном смысле этого слова. Бывает, что в целом организме только один орган или даже одна клетка могут некоторое время продолжать свое существование без доступа воздуха, проявляя в данный момент способность к брожению. Мы можем поэтому равным образом пользоваться выражением анаэробная клетка, в противоположность клетке аэробной. Я предложил эти термины еще в 1863 году в моей работе о гниении* и с удовлетворением вижу, что они приняты различными авторами как во Франции, так и за границей. * В настоящем издании см. «Исследования о гниении», стр. 118 — Ред.
272 ЛУИ ПАСТЕ Ρ Одним из главных положений данного параграфа является отрицание возможности превращений Mycoderma νίηί в плесени или в пивные дрожжи*. По примеру Тюрпена и многих других исследователей, я долго признавал возможность превращения Mycoderma vini если не в ту или иную обыкновенную плесень, то в спиртовые дрожжи. Позднее, иосле более углубленных исследований, я нашел в конце концов в своих опытах ту самухо ошибку, на которую я многократно указывал при разборе 'исследований моих противников, именно случайное, без ведома исследователя, заражение тем самым растением, о превращении в которое идет речь. Если учесть, что всякая перебродившая спиртовая жидкость, открытая доступу воздуха, зацветает, трудно отказаться от мысли, что такое зацветание вызвано клетками отбродивших дрожжей. Как бы прозрачна ни была жидкость, она не бывает совершенно свободна от дрожжей, а последние могут начать развиваться на ее поверхности, как плесени. Я хотел проверить этот предвзятый взгляд путем опыта. Но между формами дрожжей и формами микодермы, вызывающей цветение, существует такое сходство, что я не надеялся притти к определенным выводам путем микроскопического наблюдения, отыскивая переходные формы—от дрожжевой клетки к клетке микодермы. Чтобы обойти эту трудность, я пробовал произвести обратное превращение Mycoderma vini в дрожжи. Мне пришло в голову, что я, вероятно, достигну этого, погрузив в раствор с сахаром, в котором легко может итти спиртовое брожение, известное количество пленок цветения вина или цветения пива. Погрузить микодерму в раствор—значит лишить ее обычных условий существования; это значит прекратить к ней доступ кислорода, так как последний нацело поглощается той частью микодермы, которая неизбежно остается на поверхности, как бы мы ни старались ее целиком погрузить; это значит, наконец, приблизить условия ее существования к условиям, обычным для дрожжей, производящих брожение в глубине растворов. Опыты я поставил следующим образом. Я культивировал чистую Mycoderma vini** в плоских фарфоровых чашках на отбродивших жидкостях, вроде вина и пива, или на искусственных средах, вроде дрожжевой воды со спиртом, предварительно вскипятив их, чтобы уничтожить в них зародыши дрожжей и других организмов. Сами чашки и закрывавшие их стеклянные пластинки незадолго до употребления также погружались в кипящую воду. Лишь только пленка микодермы достигала полного развития, становилась плотной и даже морщинистой, для чего при летней температуре требовалось всего два-три дня, я при помощи сифона сливал находившийся под ней раствор. Пленка опускалась на дно чашки. Далее, я заливал всю пленку раствором, содержащим сахар, обычно виноградным соком или пивом, хранившимися по способу Аппера, предварительно нагретыми до кипения и охлажденными в закрытом сосуде. Затем * Невозможность обратного превращения пивных дрожжей в Mycoderma vini я докажу в одной из дальнейших глав. ** Чистота Mycoderma достигается так, как я указывал раньше, говоря о получении в чистом состоянии Pénicillium или других плесеней.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 273 я через воронки переливал всю жидкость вместе с микодермой в баллоны с длинным горлышком, прогрев предварительно как баллоны, так и воронки. Такая постановка опытов устраняла, казалось мне, причины ошибок. Я понимал, конечно, что я работал при доступе воздуха, но опасность для меня представляли только зародыши спиртовых дрожжей, а я знал, что в пыли воздуха они содержатся в незначительном количестве. Следовательно, если бы мне удалось установить систематическое появление в моих баллонах дрожжей и спиртового брожения, то я мог бы, не боясь ошибки—так я по крайней мере думал,—признать факт превращения клеток микодермы в клетки дрожжей. С другой стороны, я рассчитывал, что дрожжевые клетки, образовавшиеся непосредственно из клеток Mycoderma νίηί, будут иметь, по всей вероятности, более или менее продолговатую форму, которая послужила бы неопровержимым доказательством искомого превращения, если оно действительно возможно. Замечательно, что все произошло именно так, как этого тре-. бовали высказанные предположения. Сусло с сахаром в баллонах начало через несколько дней бродить. Клетки имели продолговатую форму. Наконец, я различил под микроскопом, что многие клетки и членики микодермы разбухли и, казалось, представляли несомненные переходные формы между своим естественным состоянием и дрожжевыми клетками, которые вскоре составляли часть осадка в сосудах. И все же я был введен в заблуждение. В опытах, производимых указанным способом, дрожжи, вызывающие активное спиртовое брожение, появляются в действительности из воздуха. Они попадают либо на пленку микодермы либо на какие-нибудь предметы, с которыми приходится работать. Две особенности данных опытов навели меня на мысль о возможности подобной ошибки. Мне случалось иногда на дне баллонов, в которые я погружал пленки цветения, находить среди клеток микодермы крупные круглые клетки Mucor mucedo или racemosus—те дрожжевые формы, с которыми мы скоро познакомимся при изучении этой интересной плесени. Если я находил Mucor mucedo и racemosus, хотя засевал только Mycoderma viniy сказал я себе, то значит споры мукора попали из окружающего воздуха. А раз с воздухом заносятся споры мукора, то почему же не попасть с ними также и дрожжевым клеткам, особенно, если все это происходит в моей лаборатории? Кроме того, некоторые из опытов, которые я под влиянием моих сомнений многократно поЕторял, пытаясь отыскать желанное превращение, так хорошо отвечавшее моей физиологической теории брожения, дали отрицательные результаты. Превращение микодермы в дрожжи не имело в них места, хотя условия были совершенно сходны с условиями опытов, где такое превращение совершалось. Чем объяснить, думал я, подобную бездеятельность клеток микодермы? Даже в самых удачных случаях такого мнимого превращения многие клетки Mycoderma vini не переходили в дрожжевые клетки. Но можно ли было допустить, чтобы среди миллиардов погруженных в раствор клеток ни одна не оказалась способной к превращению, если бы это превращение было действительно возможно? Тогда, чтобы выйти из затруднения, я и решил совершенно изменить постановку опытов, применив такой способ культуры, при Л. Пастер. 18
274 ЛУИ ПАСТЕР котором была бы если не вполне, то почти вполне уничтожена единственная причина ошибки, которую я мог предусмотреть, т. е. возможность внесения зародышей или клеток дрожжей во время манипуляций. Я достиг этого при помощи баллонов (фиг. 41, см. выше), в которых одна из трубок была закрыта каучуком со вставленной в него стеклянной пробкой, а другая изогнута. Применение таких баллонов позволило мне получать культуру микодермы и изучать ее под микроскопом, не боясь того, что в нее может попасть внешняя пыль. На этот раз я получил результаты, изложенные в начале настоящего параграфа. Никогда больше я не наблюдал после погружения микодермы в раствор ни дрожжей, ни активного спиртового брожения в самих баллонах или в соединенных с ними колбах (фиг. 38, см. стр.262). Но зато я установил появление того спиртового брожения, которое вызывается самой «микодермой, брожения еще более поучительного, чем то, которое я стремился обнаружить, и не менее важного, без сомнения, для подтверждения теории брожения^ краткое изложение которой дано мною выше. В эпоху, когда идеи превращения видов так легко воспринимаются, может быть, потому, что они освобождают от строгого экспериментирования, небезынтересно принять во внимание, что в течение моих исследований чистых культур микроскопических растений я однажды поверил в превращение одного организма & другой, в превращение Mycoderma vini или cerevisiae в дрожжи, и на этот раз я оказался в заблуждении. Я не сумел избегнуть источника ошибки, который мое обоснованное доверие в теорию зародышей позволяло мне открывать так часто в наблюдениях других исследователей53. § 3. КУЛЬТУРА MYCODERMA ACETI В ЧИСТОМ СОСТОЯНИИ При исследовании культуры Mycoderma aceti были сделаны те же ошибки, как и при изучении культур других микроскопических организмов. Эта мелкая плесень многим ученым представляется до сих пор полиморфным видом, способным к глубоким изменениям в зависимости от внешних условий. Считается, что она может иметь вид то бактерий, то вибрионов, то пивных дрожжей и т. п... В последние годы в связи с этим возродилась под новым названием старая гипотеза Бюффона* об органических молекулах, гипотеза Тюрпена** о точечных тельцах ячменя, молока, альбумина, гипотеза д-ра Пино*** из Нанси и теория зародышевой пленки Пуш е****. Бешан, профессор медицинского факультета в Монпелье, заменил эти обозначения новым названием микрозимы, сохранив при * В u f f о п.—Histoire naturelle de l'homme. Supplément, tome IV, p. 335, 338—341. Paris 1777, in—4°. ** Turpi п.—Mémoire sur la cause et les effets de la fermentation alcoolique et acéteuse. Mémoires de l'Académie royale des sciences de l'Institut de France, 17, 1840, p. 93—153. *** Pineau (F.).—Recherches sur le développement des animalcules infusoires et des moisissures. Annales des sciences naturelles (Zoologie), 3 série, III, 1845, p. 182—189. **** Pouchet (F.-Α.).—Héterogénie ou Traité de la génération spontanée, Paris 1859, in 8°, p. 335.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 275 этом все старые понятия и ошибки. Под микрозимами он подразумевает точечные тельца, наблюдаемые под микроскопом в большинстве органических жидкостей, которым он, вместе с Тюрпеном, приписывает способность возбуждать брожения и превращаться в пивные дрожжи и различные другие организмы. Они содержатся в молоке, крови, яйцах, вытяжке из ячменя и т. п., даже в меле, так что в настоящее время мы имеем поистине пикантное открытие—вид Micro- zyma cretae. Другие лица, и я принадлежу к их числу, смотрят на такие зернышки, как на нечто неопределенное, и называют их молекулярными или подвижными зернышками, ввиду того что они обладают броуновским движением. Неопределенные названия соответствуют неясным понятиям. Если точность терминов не соответствует вполне отчетливым представлениям, вытекающим из строго изученных фактов, то воображаемые факты рано или поздно исчезают. Но преждевременно придуманные для них названия, имеющие ложный смысл, остаются и вредят прогрессу науки, вместо того чтобы ему содействовать. Приводим краткое изложение системы Тюрпена, сделанное им самим. Это целая теория биогенеза, которая оставляет далеко позади теорию микрозим Вешана, описания полуорганизмов Фреми и исследования Трекюля о происхождении бактерий и молочнокислых дрожжей. «Если в слизистом веществе, например, в студне, в растворенном гумми, в яичном белке, в растительном соке, непосредственно сгущающемся с образованием камбия, нельзя ничего заметить под микроскопом, то мы называем его органическим веществом, или веществом, способным организоваться. Его считают носителем органической жизни в самой простой ее степени. Его рассматривают, как еще изолированный материал организованного. Предполагают, что невидимые молекульг, из которых состоит это способное организоваться вещество, сближаются, соединяются и в результате этого соединения используются для построения различных элементарных органов будущих тканей... «Не правильнее ли думать, что это способное организоваться • вещество, каково бы ни было его происхождение, образовано бесчисленными шариками (globulins), слишком мелкими и прозрачными для того, чтобы при существующих средствах микроскопического исследования быть замеченными, и что каждый из этих шариков, которые одарены движением и своим особым жизненным центром, но большее количество которых не дозревает, способен развиваться либо в элементарный орган ткани, либо в плесневое растение? «Способное организоваться вещество, в соответствии с последовательными этапами развития или возраста и с различными формами, которые оно принимает в тканях, можно различать под особыми наименованиями: «1. Можно называть его способным организоваться веществом? поскольку составляющие его шарики еще не улавливаются существующим микроскопом. «2. Аморфной или состоящей из шариков тканью,—когда раньше невидимые шарики, увеличившись, различаются под микроскопом. Выражение «аморфные или бесформенные» приложимо здесь лишь к соединению шариков, а не к самим шарикам. 18^
276 ЛУИ IÏACTEP «3. Пузырчатой тканью—когда шарики, продолжая расти, превратились в пузырьки таким образом, что представляют массу смежных пузырьков, еще пустых или уже содержащих новое поколение шариков. «4. Волокнистой или трубчатой тканью,—когда шарики, вместо того чтобы превратиться в пузырьки, вытягиваются или превращаются в трубки»*. Вот совершенно гипотетические и уже забытые идеи, которые Фреми, Трекюль, Бешан, Гофман, Галлир и другие хотели воскресить в наши дни и противопоставить такой ясной, так хорошо обоснованной фактами теории зародышей, взвешенных в воздухе или рассеянных на поверхности предметов, фруктов, живых или мертвых деревьев и т. п. Бешан считает, что уксусное гнездо, внесенное в различные сахаристые жидкости в присутствии углекислого кальция, порождает бактерии, дающие за счет сахара или крахмала масляную, молочную и уксусную кислоты; что это же гнездо без прибавления углекислого кальция «порождает, наоборот, прекрасные клетки, возбуждающие нормальное спиртовое брожение тростникового сахара». Бешан предполагает, что уксусное гнездо представляет собою скопление микрозим. Упустив из виду, что в его опытах бактерии и дрожжевые клетки появляются вследствие случайного заражения, ничуть не связанного с присутствием внесенного уксусного гнезда, он делает следующее заключение: «В изложенных мною опытах дело происходило так, как будто бы микрозимы при благоприятных условиях являются причиной образования как бактерий, так и клеток»**. Разъяснение истинного значения мнимых превращений Мусо- derma aceti в сахаристых растворах в присутствии углекислого кальция и без него является целью излагаемых ниже опытов. В баллоны с двумя горлышками я налил в качестве питательной среды смесь из х/3 орлеанского уксуса и 2/3 белого вина, применяемого в Орлеане для производства уксуса. Такая среда весьма благоприятна для развития Mycoderma aceti. * Вот как применял свою теорию Тюрпен для объяснения образования дрожжей плоцов (Mémoires de l'Académie royale des sciences de l'Institut de France, 17, 1840, p. 155—156, где мы находим также на стр. 171 цитированный текст) : «Дроэмжи, образованные фильтрованным соком мякоти различных плодов. Под словом мякоть подразумевают клеточную мясистую, мягкую и водянистую ткань околоплодника некоторых зрелых плодов. Эта клеточная ткань, очень обильная в персике и во всех косточковых плодах, в яблоке и груше, в апельсине, в винограде и т. д., оказывается такой же, как ткань, часто очень тонкая, образующая толщу листа. Эта ткань составлена повсюду простым скоплением смежных материнских пузырьков, всегда наполненных более или менее развитыми и окрашенными клетками, имеющими отдельные и особые жизненные центры. Неудивительно, что эти маленькие клетки, освободившись и отделившись от сложной организации и от жизни в ассоциации внутри растений, могут в подходящей среде произрастать и превращаться под новыми влияниями в нитчатую и членистую плесень. «Эти мелкие и, следовательно, прозрачные клетки, когда их оставляют в сахарной воде, растут, становятся пузырчатыми, образуя внутри себя другие мелкие клетки, прорастают, развиваются затем в гифы плесеней—именно они разлагают сахар и оказываются причиной всех явлений; составляющих то, что называют спиртовым брожением». ** В échamp.—Recherches sur la nature et l'origine des ferments. Annales de chimie et de physique, 4-e série, 23, 1871, p. 443—453.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 277 13 декабря 1872 года я васеял растеньице в чистом состоянии кончиком платиновой иглы так, как это излагалось ранее, при других посевах различных плесеней. 19 декабря поверхность раствора покрылась молодой тонкой пленкой Mycoderma aceti. Тогда я вылил жидкость через правую трубку, непрерывно нагревая при этом верхний изгиб другой трубки, чтобы освободить входящий воздух от зародышей. Пленка Mycoderma aceti целиком пристала к внутренним стенкам баллона. Каким же образом перенести эту пленку в тот или иной сахаристый раствор? Этого легко достигнуть путем следующего приспособления. Опорожнив баллон, мы вместо того, чтобы закрыть пробкой, находящейся на конце правой трубки, каучуковую трубку, соединяем ее с колбой, содержащей предназначенный для опыта сахаристый раствор, предварительно прокипяченный в этой же самой колбе. Вытянутое, несколько заостренное и изогнутое горлышко колбы вставляется в каучуковую трубку в тот момент, когда раствор имеет очень высокую температуру. Раствору дают остыть в колбе и затем выливают его в баллон, где оставалась пленка Mycoderma aceti. При этом она частью погружается в раствор, частью же всплывает на поверхность. Одни баллоны заключали в себе виноградный сок, другие—пивное сусло. В пивном сусле пленка Mycoderma aceti уже 22-го затянула всю поверхность раствора и даже поднялась по влажным стенкам баллона выше уровня жидкости. В виноградном соке, наоборот, к этому сроку развитие растения, повидимому, еще не началось; но 24 декабря пленка стала заметно распространяться по поверхности. В следующие затем дни я постоянно взбалтывал пленки, чтобы разорвать их и погрузить в раствор. Спиртовое брожение не начиналось. 30 декабря я описанным выше способом внес в каждый баллон по нескольку граммов углекислого кальция. Для этого колба заменяется другой колбой или, еще лучше, пробиркой с углекислым кальцием, который после сильного нагревания и последующего охлаждения вносится в баллон. При таком способе углекислый кальций не может послужить причиной ошибок, так как он не приносит с собою посторонних зародышей. Ни в одном из поставленных опытов я не получил спиртового или молочнокислого брожения и не обнаружил бактерий или вибрионов. Баллоны оставались в термостате при 25° до конца января 1873 года; после этого для выяснения природы находящихся в них организмов осаДки из баллонов были подвергнуты еще более внимательному и полному доследованию под микроскопом, чем то, которое производилось за время опытов*. Не было найдено ничего, кроме Mycoderma aceti, которая развилась также на поверхности растворов, нейтрализованных углекислым кальцием, хотя более слабо. В последнем случае ее клетки приняли несколько большие размеры, чем они имели в кислых растворах. Итак, Mycoderma aceti ни в кислых, ни в нейтральных сахаристых жидкостях, ни в отсутствии, ни в присутствии углекислого кальция * Нет нужды добавлять, потому что я сделал это уже ранее, что всякий раз, когда баллон открывают для взятия пробы, пользуются тонкой трубкой, предварительно проведенной через пламя спиртовой горелки. Пламя при этом также касается поверхности каучука, поверхности стеклянной пробки и т. д. ..., сжигая органическую пыль, которая могла носиться в воздухе и проникнуть внутрь в тот момент, когда откупоривают правую трубку баллона.
278 ЛУИ ПАСТЕР не превращается в бактерии или пивные дрожжи при том условии, если работают с чистым посевным материалом, обезопасив себя от проникновения зародышей, которые взвешены в Еоздухе и которые без ведома наблюдателя могут быть принесены посудой и материалами. Значит ли это, что я совершенно отвергаю полиморфизм M у co- derma aceti? Напротив, я неоднократно старался обнаружить его. Главным образом, я старался установить физиологический полиморфизм, т. е. определить, не является ли Mycoderma aceti, например, аэробной формой фермента, физиологически от нее отличного*, в частности, молочнокислых дрожжей, формы которых иногда удивительно схожи с формами Mycoderma aceti. До сих пор я не нашел ничего подобного. Основываясь на неоспоримых опытных данных, я отвергаю лишь тот полиморфизм микодермы, который отстаивают Бешан и другие ученые, опирающиеся, с моей точки зрения, в своих выводах на недостаточные или ошибочные наблюдения. § ',. КУЛЬТУРА MUCOR RACEMOSUS В ЧИСТОМ СОСТОЯНИИ. ПРИМЕР БОЛЕЕ АКТИВНОЙ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОЙ ЖИЗНИ БЕЗ ДОСТУПА ВОЗДУХА Изучение различных видов рода Мисог на естественных"и искусственных сахаристых средах и сопоставление полученных данных с фактами, приведенными в предыдущих параграфах, дает чрезвычайно много для обоснования физиологической теории брожения, которая будет изложена в дальнейшем54. Немецкий ботаник Байль** в своей замечательной работе, появившейся в 1857 году, утверждает, что Мисог mucedo способен вызывать спиртовое брожение и может превращаться в обыкновенные пивные дрожжи. Первое утверждение—относительно способности этой широко распространенной плесени вызывать спиртовое брожение—совершенно правильно. Второе, т. е. возможность превращения ее в пивные дрожжи, не отвечает действительности***. * В оригинале у Пастера эта мысль выражена так: «Si le mycoderma aceti n'était point, par exemple la moisissure aérobie d'un ferment qui en différait physiologiquement».—Ред. ** Bai 1.—Ueber Hefe. Flora, 40, 1857, p. 417—430, 433—444. *** Как я уже упоминал выше, на стр. 252, начиная с 1861 года, я занимался вопросом о возможности превращения обыкновенных плесеней, именно—Pénicillium и Мисог mucedo, в пивные дрожжи, а также и обратного превращения. Я пришел к отрицательному результату. Моя работа, доложенная в Обществе любителей науки на заседании 30 марта 1861 года была опубликована лишь в виде выводов. Вот выдержка из бюллетеня этого общества за 1861 год. «Заседание от 30 марта 1861 года. Заслушано сообщение Пастера, озаглавленное: „Sur les prétendus changements de forme et de végétation des cellules de levure de bière suivant les conditions extérieures de leur développement". Известно, что Левенгук первый описал клетки пивных дрожжей и что Каньяр- де-Латур открыл их способность размножаться почкованием. Это интереснейшее растительное образование явилось предметом многочисленных работ химиков и ботаников. Последние со времени Тюрпена и Кютцинга почти единогласно рассматривали дрожжи, как форму развития различных низших растений, именно— Pénicillium glaucum. Исследования по этому вопросу, заслужившие, кажется, за последние годы наибольшего внимания, принадлежат Вагнеру, Байлю, Беркли, Г. Гофману. Исследования этих ботаников расширили и подтвердили старые наблюдения Тюрпена и Кю цинга. Совсем недавно Пуше высказал те же идеи, даже уточнив их в некоторых пунктах. «Я уже давно, занимался этим важным вопросом, который так близко за-
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 279 13 июня 1872 года я засеваю три содержащих пивное сусло баллона А, В и С спорами мукора. 14-го невооруженным глазом еще нельзя заметить мицелия. 15-го мицелий уже весьма развит и местами приподнят пузырьками газа. Кроме того, отдельные скопления газа на поверхности раствора указывают, на начало брожения. 16-го брожение продолжается, о чем свидетельствует пенистость поднятого мицелия. 17-го я соединяю баллоны В и С с колбами (см. фиг. 38, стр. 262) и переливаю в последние почти все содержимое баллонов; при этом на уровне раствора в колбах остаются сплетения мицелия. 18-го в колбах начинается очень слабое брожение, которое без заметного усиления продолжается при 24° и в следующие дни. Со дна сосуда поднимаются только отдельные, редкие пузырьки газа. 22 июня температура доводится до 28°. Брожение усиливается. Со дна колбы начинают подниматься пузырьки, но до скорости спиртового брожения, вызываемого пивными дрожжами, еще очень далеко. 25-го брожение остается все в том же состоянии, скорее замедляясь, чем усиливаясь. 28-го температура 25°. Брожение прекращается. 29-го я снова поднимаю температуру до 27°, и слабое брожение возобновляется. Значит, повышение температуры, как и следовало ожидать, заметно влияет на скорость такого рода брожения. В течение трех следующих месяцев в сосудах не обнаруживается больше и признаков брожения. Мало того, нигде, ни в баллонах, ни в колбах, не замечается никакой плесени и никакого другого организма, кроме Мисог. То же самое можно сказать и о сосуде А, жидкость которого, оставшаяся в баллоне, была заполнена студенистым и пенистым мицелием. 20 октября 1872 года, через три с половиной месяца, я снова лереливаю раствор из соединенной с баллоном колбы в баллон С. Колбы баллона В я не трогаю, оставляя ее в качестве контрольной. 21—23 октября ничего особенного не заметно, но в последующие дни на поверхности жидкости в баллоне С показываются скопления пузырьков, и местами сплетения мицелия поднимаются вверх заключенными в них пузырьками газа. Жизнь, а вместе с ней и брожение* снова возобновляются. трагивает внутреннюю природу дрожжей и явления полиморфизма низших растений, с которыми связано большинство замечательных работ Тулана. Но я пришел к совершенно отрицательным результатам. Я хочу сказать, что мне не удалось увидеть, как пивные дрожжи превращались в какую-либо плесень, и обратно. Я не мог достичь образования обыкновенными плесенями хотя бы самого малого количества пивных дрожжей». Те же результаты я сообщил в Химическом обществе в Париже на заседании 12 апреля 1861 года. В работе, выводы которой я только что привел, я настаивал на необходимости применения культур в чистом состоянии при исследованиях, касающихся низших организмов. Только при этом условии можно быть уверенным в полученных выводах. Я дал для этого метод, который очень мало отличается от излагаемого в этом труде. С тех пор эти культуры стали необходимым элементом исследования, и наиболее искусные ботаники, де-Бари в Германии и ван-Тигем во Франции, изобрели способы быть может, такие же точные, как употребляемые мной, и лучше приспособленные для изучения видового полиморфизма.
280 ЛУИ ПАСТЕР Чем объясняются такие изменения после того, как жидкость три месяца оставалась в совершенном покое? На этот вопрос можно дать один ответ, если учесть, что в контрольных сосудах никаких изменений и никаких признаков жизни не наблюдается. При переливании жидкости плесень, очевидно, пришла в соприкосновение со свежим воздухом, так как в баллоне воздух через изогнутую трубку сообщается с наружной атмосферой. Ранее в колбе такая аэрация отсутствовала или была совершенно ничтожной. Жидкость была налита высоким слоем, а большое скопление мицелия на ее поверхности препятствовало доступу в нее воздуха. Наконец, в узком горлышке колбы над поверхностью жидкости должен был образоваться слой углекислоты. Проследим дальше за действием аэрации на возобновление жизни в мицелии Мисог. Для этого нальем жидкость снова высоким слоем, чтобы опять устранить действие воздуха. С этой целью 31 октября я переливаю жидкость вместе с осадком из баллона в колбу. К вечеру на уровне жидкости в горлышке колбы обнаруживается слабое, но непрерывное брожение с образованием пены. В последующие дни, вплоть до 20 декабря, брожение, хотя и слабое, не прекращается. Оно совершенно останавливается 20— 23 декабря. Что касается* баллона В, то он остается с 29 июня без всякого изменения, хотя температура в термостате в течение многих дней достигала 28°. 23 декабря 1872 года, чтобы выяснить, каково состояние растения в баллоне В, я поступаю с ним так же, как я поступил с баллоном С 20 октября, т. е. переливаю содержимое колбы в соединенный с нею баллон, чтобы открыть к растению доступ кислорода. 24, 25, 26, 27 декабря ничего незаметно. 28-го пузырьки газа начинают поднимать мицелий на поверхность жидкости. Значит, в колбе баллона В плесень оставалась в покое только потому, что была лишена воздуха, совершенно так же, как это происходило в колбе баллона С до 31 октября. 28 декабря я переливаю содержимое баллона В обратно в колбу; в следующие затем дни начинается слабое, но непрерывное брожение. 22 января оно все еще продолжается, хотя и очень медленно. Совершенно те же результаты, что и с баллоном С* Отметим, что из баллонов А, В и С брались пробы в различные моменты между началом июня и январем и что ни разу под микроскопом не было обнаружено даже следов пивных дрожжей. Отметим, также, что за это время из осадков баллонов А, В, С были сделаны засевы в новые баллоны с пивным суслом и во всех них появился только Мисог и характерное для него брожение; пивные же дрожжи отсутствовали совершенно. * Я констатировал, что по истечении целого года, в декабре 1873 года, мукоровые дрожжи в колбе еще прекрасно регенерируют, способны размножаться в пивном сусле либо конидиальными трубками либо шаровидными клетками и вызывать в нем, в зависимости от условий аэрации, более или менее активное или ограниченное брожение и способны, наконец, воспроизводить все описываемые явления. С помощью этого употребляемого мною метода культивирования, без опасения примеси посторонних плесеней, могут вестись исследования, длящиеся годами, проводимые в сосудах, которые все-таки открыты, в которых внешний воздух постоянно возобновляется благодаря диффузии и колебаниям температуры. В 1875 году в баллоне все было мертво. Возможности регенерации больше не было.
ИССЛЕДОВАЙИЯ О ПИВЕ 281 Заключения, вытекающие из изложенных нами данных, представляют большой интерес. Заметим прежде всего, что если Мисог rnucedo и может вызывать спиртовое брожение, то превратиться в пивные дрожжи ой совершенно неспособен. Эти два растения совершенно различны. Если некоторые ученые и получали культуры Мисог в смеси «с дрожжами, то, без сомнения, только потому, что происходило заражение Мисог пивными дрожжами, которые всегда в очень большом количестве находятся в пыли, особенно в лабораториях, где производятся исследования над брожением. Однако не в этом выводе главный интерес установленных мною фактов. Мисог представляет собою, очевидно, одновременно растение аэробное и анаэробное. Если бы я засеял споры мукора на ломтики груши, лимона и т. п., я увидел бы, что споры прорастают, мицелий распространяется по поверхности и дает воздушные спорангиеносцы. В данном случае растение осуществляет процессы питания, поглощая кислород воздуха и выделяя углекислоту (наподобие животных), как мною было установлено вообще в отношении плесеней в моем «Мемуаре о самопроизвольном зарождении и об организованных тельцах, которые находятся во взвешенном состоянии в воздухе». Сахар при этом разрушается только в том количестве, которое усваивается для образования клетчатки молодых тканей плесени или для синтеза белковых веществ содержимого клеток путем соединения с аммиаком, серой и фосфором*. При таких условиях из сахара не образуется спирта или, если этот последний и появляется, то он тотчас же сгорает. Все аэробные плесени ведут себя именно так. Питание и жизнь крупных организмов протекает тем же порядком. Но не такова жизнь растеньица в наших баллонах. Лишенное кислорода или имеющее в своем распоряжении после активной жизни на воздухе только недостаточное количество его, оно может продолжать свое существование и вне прямого воздействия кислорода и обусловливаемого им сгорания. В таком случае, однако, появляются все признаки спиртового брожения. Сахар в количестве, значительно превышающем вес усвоенных растением веществ, разлагается на спирт и углекислоту до тех пор, пока в погруженных в раствор клетках продолжается жизнь. Так обстоит дело в колбе, в которую была перелита из баллона жидкость с осадком. Брожение в связи с задержкой жизнедеятельности клеток совершенно прекращается или, по крайней мере, становится настолько незначительным, что внешне ничем не проявляется. Клетки при этом стареют, меняются, деформируются и делаются зернистыми. Но если жизнь в них замирает, то она не угасает совсем. Это только видимая смерть. Если доступ кислорода к растению возобновляется, то жизнедеятельность его начинается вновь, и оно вновь обретает способность к брожению, на некоторое время даже и при отсутствии воздуха. Отсюда видно, что кислород дает толчок процессам питания клеток, которые могут затем продолжаться и в его отсутствие. Однако энергия, сообщенная растению, постепенно утрачивается. Тогда замирает и брожение, возникающее снова, когда доступ кислорода вызывает новую жизнь. Таким образом, жизненная энергия, полу- * Я сознательно не касаюсь при этом окислений, производимых плесенями. Они чрезвычайно близки к тем явлениям, которые в сильной степени проявляются у Mycoderma vini и Mycoderma aceti.
282 ЛУИ ПАСТЕР чаемая при воздействии кислорода, как бы способна дать толчок к усвоению кислорода не газообразного, но являющегося составной частью других соединений. Это влечет за собой разложение сахара. Рассматривая вещи с такой точки зрения, я считаю возможным обобщить приведенные факты и вывести заключение, что мы найдем такие взаимоотношения между кислородом и клетками у всех живых организмов. Существуют ли в природе клетки, которые при внезапном лишении их воздуха погибают сразу же и безвозвратно? Таких, вероятно, вовсе нет. Более или менее глубокие изменения, продолжение имевших место при жизни ассимиляции и дезассимиляции, должны происходить и после исчезновения кислорода, вызывая, как правило, скрытое и мало активное брожение, которое, однако, в клетках ферментов, в собственном смысле этого слова,.будет гораздо более интенсивным и «длительным. Сравним вес спирта, образованного брожением Мисог, с весом самого растения. Первый опыт. Вначале имелось пивное сусло в количестве 120 куб. см, помещенное в один из наших двугорлых баллонов. 2 января 1873 года при помощи установки, указанной на фиг. 38 (см. выше), соединяют этот баллон с длинногорлой колбой, содержащей осадок мукоровых дрожжей, несколько капель которых были введены в сусло баллона для засева. 3 января переводят сусло из баллона в колбу. Мы знаем, что в таких условиях сусло начинает бродить. 18 января брожение в колбе прекращается. 31 июля 1873 года переводят жидкость из колбы в баллон. 4 августа 1873 года еще раз переводят эту же жидкость из баллона в колбу. 25 декабря 1873 года вновь переводят ее из длинногорлой колбы в баллон, где она остается до 23 декабря 1874 года, когда ее подвергают изучению. На 100 куб. см она содержит (в граммах): Общий вес плесени 0,37 Абсолютный спирт 3,3 Кислота, вычисленная в эквивалентах серной кислоты. . . 0,11 Сахар, восстанавливающий раствор меди 5,2 Декстрин (?) 1,6 Общий вес плесени равен 0;37 г, и общий вес абсолютного спирта равен для 120 куб. см сброженной жидкости 4 г. Значит, спирта в 10—11 раз больше по весу, чем плесени. Второй опыт. 13 июня 1872 года произведен засев пивного сусла в один из наших двугорлых баллонов двумя или тремя головками спорангиев Мисог. Температура в термостате от 23 до 25°. Общий объем жидкости 120 куб. см. 15-го—развившийся и приподнятый мицелий. 16-го—на всей поверхности жидкости островки пузырьков газа. 17-го переводят жидкость в колбу, соединенную с баллоном. 28-го брожение в колбе останавливается. 29-го оно вновь начинается, потому что подняли температуру до 27°. 20 октября переводят жидкость из колбы в баллон. 24-го—развившийся мицелий, приподнятый большими пузырьками на поверхность жидкости.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВ ГС 283 31 октября жидкость вновь переливают в колбу. 1 ноября—слабое, но непрерывное брожение. Брожение продолжается до 2 января 1873 года. В этот день опять переводят жидкость и осадок из колбы в баллон, где она кажется инертной. Ее оставляют в этом баллоне до 24 декабря 1874 года, причем в течение этого промежутка времени она не обнаруживает никаких признаков брожения или развития плесени. Содержимое в баллонах тогда подвергают анализу. При этом на 100 куб. см находят (в граммах): Общий вес плесени 0,25 Абсолютный спирт ., . 3,4 Кислота, вычисленная в эквивалентах серной кислоты ... 0,12 Сахар, восстанавливающий раствор меди 6,2 Вес восстанавливающего сахара после кипячения с серной кислотой и после вычитания предшествующего редуцирующего сахара. Декстрин (?) 1,0 Общий вес абсолютного спирта на 120 куб. см сброженной жидкости равняется 4,1 г; значит, он в 16—17 раз больше веса самого растения. Структура растения различна, в зависимости от того, живет ли оно при свободном доступе воздуха или при большем или меньшем его недостатке. Если оно вполне обеспечено воздухом и растет на поверхности какого-нибудь влажного субстрата или в жидкости, в которой происходит постепенное возобновление воздуха, то развивается обыкновенная плесень с мицелием из более или менее ветвистых и сплетенных м'ежду собою гиф, над которыми поднимаются воздушные спорангиеносцы. Такая форма обыкновенного мукора всем известна. Если же, наоборот, Мисог развивается в сахаристой жидкости при недостаточном, хотя бы и к некоторым его частям, доступе воздуха, то вид его совершенно меняется. Эти изменения подобны тем, которые мы видели у погруженных в раствор Pénicillium, Aspergillus и Mycoderma vini, с тою разницей, что у мукора изменения, о которых идет речь, и интенсивность питания в новых условиях выражены гораздо более резко. Споры его увеличиваются, и гифы мицелия отличаются гораздо большей толщиной, чем у нормального растения. От этих гиф ответвляются время от времени новые, которые отделяются и продолжают свое существование самостоятельно, заканчиваясь или прерываясь цепочками крупных клеток, своего рода спорами, которые могут жить, почкуясь. При почковании образуются или клетки, подобные материнским, пли клетки, вытягивающиеся в гифы. На таблице V (фиг. 43) изображено растение, погруя^енное в жидкость не особенно глубоко и потому еще имеющее в своем распоряжении некоторое количество воздуха, недостаточное, однако, для того, чтобы кислород мог играть во всех процессах питания главную роль. В морфологическом отношении этот Мисог сильно отличается от тех, которые растут при свободном доступе воздуха. Он состоит из коротких гиф с диаметром, вдвое или втрое превышающим диаметр гиф обыкновенного мицелия, ветвистых, сильно почкующихся, для которых особенно характерны ответвления в виде
284 ЛУИ ПАСТЕР цепочек из округлых овальных или грушевидных клеток, представляющих собою настоящие споры. Едва отделившись, эти клетки начинают в свою очередь почковаться, образуя либо клетки, либо ветвистые гифы. Такие-то клетки или образуемые ими цепочки и носят название спор мицелия или конидий. Таблица очень точно h 00 1 Фиг. Ί3. Таблица V. Мисог, развивающийся при недостатке воздуха в погруженном состоянии. воспроизводит все многообразие форм и дает понятие Ό мощном развитии этой.замечательной плесени. На таблице VI (фиг. 44) изображено растение, глубже погруженное в раствор, которое испытывает больший недостаток в воздухе и расходует при посредстве сахара, как источника теплоты, энергию, приобретенную им во время его развития при доступе кислорода. Гифы здесь менее многочисленны и имеют состарившийся вид. Количество клеточных форм больше, чем в первом случае. При почковании образуются, по преимуществу, шаровидные или овальные клетки. На одной клетке часто наблюдаются две, три, четыре, пять, шесть и даже более почек. Когда почки овальных или шаровидных клеток отделяются еще молодыми, они часто имеют форму и объем клеток обыкновенных, дрожжей; даже при большой привычке к такого рода наблюдениям
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 285 не всегда удается без труда различить их, и потому вполне понятно, что легко было поверить в превращение мукора в пивные дрожжи, как это сделал такой опытный ботаник, как Байль. Формы таблиц V и VI похожи скорее на дрожжи, чем на плесень. В этих случаях вес разложившегося сахара сильно превосходит вес образовавшихся шаровидных клеток, и это выражено тем более резко, чем меньше воздуха растение имеет в своем распоряжении. Но при таких условиях развитие происходит медленно и с трудом. 400 1 Фиг. h\. Таблица VI. Мукоровые дрожж ι. Фермент очень скоро стареет, и для того, чтобы поддержать развитие шарообразных клеток и сохранить их активность как фермента, необходимо постоянно их омолаживать, приводя их в соприкосно- ние с кислородом или подвергая действию ограниченных количеств этого газа. Переливая раствор с осадком из колбы в баллон, мы имели в виду именно эту цель. Мы приводили таким путем раствор и плесень в соприкосновение с воздухом. Состарившиеся потемневшие и сильно зернистые клетки после переливания набухают, становятся прозрачнее, наполняются студенистой протоплазмой, с очень мало заметной зернистостью и заметным, при ближайшем рассмотрении, блеском. Наконец, они начинают весьма усиленно почковаться. При таком омоложении жизнь снова может продолжаться без
286 ЛУИ ПАСТЕР доступа воздуха, хотя и с большим трудом. Брожение таким образомг происходило бы всего интенсивнее, если бы утолщенные гифы с конидиями попеременно ставились то в аэробные, то в анаэробные^ условия. .Некоторые места таблиц показывают это омоложение старых клеток мукора. На них не изображены состарившиеся клетки, зернистая протоплазма которых собрана в центре и отдалена от оболочек незаполненным пространством*. В таком состоянии клетки в большинстве случаев бывают мертвыми, неспособными к какой-либо регенерации. Нельзя не удивляться необычайным аналогиям, существующим между всеми этими фактами и фактами, которые установлены в отношении клеток пивных дрожжей. Заканчивая исследования над развитием мукора-плесени и му- кора-фермента, я снова подчеркиваю необычайное сходство между ним и культурами Pénicillium, Aspergillus и Mycoderm,a vini. Эти последние не давали спирта и углекислоты путем сбраживания сахара, пока они развивались при полном доступе воздуха. Но после погружения в раствор условия их жизни резко изменялись. В связи с этим у них возникала, с одной стороны, склонность к увеличению объема клеток и гиф мицелия, с другой—в гифах появлялись сближенные между собой перегородки, следовательно, обнаруживался переход их в состояние конидий. Наконец, с этим связано также почкование клеток, сопровождаемое образованием спирта и выделением углекислоты, т. е. обнаруживались все обычные признаки спиртового брожения. Главное отличие этих плесеней от Мисог состояло в том, что при недостаточной аэрации или при полном отсутствии воздуха последний развивался значительно сильнее и жил гораздо дольше. Может, пожалуй, возникнуть предположение, что все разновидности Мисог способны давать те образования, о которых идет речь. Однако дело обстоит совсем иначе. И в этом новое решительное доказательство глубоких физиологических различий, существующих между формами растений, настолько сходными между собою, что в ботанической классификации они стоят в непосредственной близости. Разительный пример такого факта представляют собою Mycoderma vini и истинные спиртовые дрожжи, по форме и развитию столь сходные друг с другом, что их можно принять за одно и то * Прилагаемый здесь рисунок (фиг. Ub) заполняет этот пробел. Изолированные или связанные в цепочки Ъ, Ъ, Ь... клетки обнаруживают это состояние старости, о котором я говорю. Клетки а, а, а... менее стары и легче регенерируют. По размерам некоторых из них видно, насколько в некоторых случаях клетки мукора приближаются к клеткам пивных дрожжей. Тем не менее, в состоянии содержимого и в наружных очертаниях всегда имеются достаточно заметные различия, которые не ускользают от опытного наблюдателя. Дроби около этих клеток означают доли миллиметра. _3_ Фиг. 45.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 287 же растение, по крайней мере при настоящем состоянии наших знаний. В то же время с физиологической точки зрения они сильна отличаются друг от друга. 17 ноября 1873 года я нашел на груше, покрытой стеклянным колпаком, Mucor mucedo замечательной красоты. Он представлял соболю скопление совершенно прямых, простых, отдельных гиф, сравнительно очень утолщенных, каждая из которых заканчивалась спорангием, похожим на спорангий Mucor mucedo, но гораздо больших размеров. Известно, что Mucor racemosus отличается от Mucor mucedo только тем, что на его спо- рангиеносцах наблюдаются боковые ответвления со спорангиями на концах. Я засеял пивное сусло одним из таких крупных спорангиев. Скоро образовался обильный мицелий, но никаких признаков газообразования не наблюдалось. Много времени спустя я произвел исследование продуктов жизнедеятельности зтой культуры, которая сохранила свою чистоту потому, что я культивировал ее на чистом пивном сусле в одном из моих баллонов с двумя горлами. Вся жидкость, объем которой равнялся 130 куб. смотря на такое довольно явный признак брожения, — растение совершенно не образовало конидий или шаровидных клеток. Некоторые гифы мицелия отличались от других только более крупными размерами, неправильными, иногда громадными вздутиями. В то время как нормальные гифы мицелия, выросшие при свободном доступе воздуха, имели 3 ν в диаметре только -r^z мм, гифы, выросшие, по всей вероятности, при недостатке кислорода и действовавшие в качестве фермента, достигали — мм в диаметре, а вздутия их— тт^мм? как видно на фиг. 46. Заканчивая этот параграф, я должен указать на замечательную работу по вопросу об интересующем нас брожении д-ра Фитца*г которая была сообщена в Берлинском химическом обществе в 1873 году. Автор истолковывает в ней свои наблюдения в полном соответствии с моими взглядами, как видно из следующих его слов: * F i t ζ (Α.).—Ueber alkoholische Gâhrung durch Mucor mucedo. Berichte- der deutschen chemischen Gesellschaft zu Berlin, 6, 1873, p. 48—58. Фиг. 46. см, содержала 2,3 г спирта. Незначительное содержание спирта —
288 ЛУИ ПАСТЕР «В присутствии кислорода мукоровые дрожжи развиваются, следовательно, в виде мицелия и сжигают сахар. Наоборот, в отсутствие кислорода споры развиваются в мукоровые дрожжи, которые почкуются и разлагают сахар на продукты брожения. «Свойства Mucor mucedo в способной к брожению жидкости, в присутствии и в отсутствие кислорода, прекрасно согласуется с теорией брожения, предложенной Пастером в 1861 году (Comptes rendus de l'Académie des sciences, 52, 1861, p. 1260). Согласно этой теории, бродильный грибок для своего развития нуждается в кислороде. Если он находит кислород в свободном состоянии, он забирает его целиком, ассимилируя одну часть сахара и сжигая, другую. Если свободного кислородане имеется, гриб заимствует необходимый для него кислород из сахара».
Глава V СПИРТОВЫЕ ДРОЖЖИ § 1. О ПРОИСХОЖДЕНИИ ДРОЖЖЕЙ Среди организмов, самопроизвольно появляющихся в органических жидкостях, открытых доступу воздуха, или, лучше сказать, появляющихся без прямого засева, есть один, который представляет для нас особый интерес,—это дрожжи. Благодаря своей способности к энергичному разложению сахара, они привлекали к себе внимание с незапамятных времен и рассматривались всегда в качестве типичного фермента. Я хочу говорить о дрожжах вина, пива и вообще всех бродильных напитков. Дрожжи—это вещество пластичное, которое оседает в чанах и бочках*, в которых происходит брожение виноградного или пивного сусла. Самое название «дрожжи» вызывает у нас представление о действительно необычном физическом явлении55. Если взять щепотку их и внести в раствор сахара, в виноградный сок или в хлебное тесто, которое всегда содержит немного сахара, то через некоторое время, иногда уже через несколько минут, жидкость или тесто начинает подниматься. Вследствие выделения углекислоты масса поднимается так сильно, что может перейти иногда через край сосуда. Не менее замечательно, что эти явления самопроизвольны, так как виноградный сок, пивное сусло или тесто могут подниматься и сами, без всякого прибавления посторонних веществ. Единственная разница заключается в том, что в последнем случае происходит некоторая задержка. Если в материал, содержащий сахар, не вводят дрожжей, то требуется определенный промежуток времени для развития дрожжей, прежде чем их деятельность начнет проявляться. Для возникновения брожения необходимо присутствие сахара. Если из виноградного сусла или теста извлечь каким-нибудь образом сахар, не затрагивая других составных частей, то прибавление дрожжей не вызовет выделения газа. Все останется без изменения до тех пор, пока не начнется гниение. Дрожжи чрезвычайно легко загнивают. Следует отметить, что порча их также вызывается появлением одного или нескольких видов дрожжей*, весьма, правда, отличных * Под словом «дрожжи» Пастер понимает здесь бактерии, в данном случае гнилостные.—Ред. Л. Пастер 19
290 ЛУИ ПАСТЕР от тех, которые нас занимают. Что касается природы дрожжей, то ее удалось установить при помощи микроскопа. Этот замечательный инструмент еще во время своего младенческого состояния позволил Левенгуку в конце XVII столетия определить, что дрожжи представляют собой скопление клеток. В 1835 году Каньяр-де-Латур и Шванн повторили наблюдения Левенгука при помощи усовершенствованного микроскопа и установили, что эти клетки растут и размножаются путем почкования. С тех пор указанные выше физические и химические явления—поднятие массы, выделение углекислоты, образование спирта—стали рассматриваться как процессы, связанные, по всей вероятности, с жизнью одноклеточного растеньица. Позднейшие исследования подтвердили эту точку зрения. Когда размешивают щепотку дрожжей в сахарном сусле, то следует себе представить,'что засевают множество мелких клеток, которые могут расти с необычайной быстротой в среде, пригодной для их питания. Размножение дрожжей может происходить при всякой температуре, между нулем и 55°, хотя наиболее подходящей является, в общем, температура от 15 до 30°. Что касается быстроты почкования, то о ней даст точное представление приводимый ниже опыт с дрожжами виноградного сусла, проведенный при 12—13°. «12 октября 1861 года в 10 ч. утра я раздавливаю ^виноград и собираю сок, не фильтруя его. Затем в течение дня я время от времени исследую этот сок под микроскопом, отыскивая в нем клетки дрожжей. Только в 7 ч. вечера я обнаруживаю первую пару клеток (фиг. 47,а). С этого момента я устанавливаю за этими клетками непрерывное наблюдение. В 7 ч. 10 м. я вижу, как они отделяются и несколько удаляются друг от друга (фиг. 47, &). Между 7 ч. и 7 ч. 30 м. я вижу, что на каждой из них появляется, постепенно увеличиваясь, крошечная почка. Почки развиваются на месте разъединения клеток. К 7 ч. 45 м. объем почек сильно увеличивается (фиг. 47,с). В 8 ч. они достигают размеров материнских клеток. К 9 ч. каждая клерка каждой пары образует новую почку (фиг.· 47,й). С этого момента я перестаю следить за их размножением. В течение 2 часов из 2 клеток образовалось 8, включая и 2 материнские клетки»*. Столь быстрое размножение, которое при 15—25°, а особенно при 25—30°, еще усиливается, представляет собою удивительное явление. Но это еще не все. При тщательном выборе температуры и среды, с одной стороны, и состояния и характера дрожжей—с другой, мне приходилось наблюдать, что дно сосуда покрывалось белым осадком дрожжей уже через 5—б часов после засева, при котором дрожжи вносились в таком незначительном количестве, что при взбалтывании жидкость совершенно не мутилась. Подобная быстрота роста напоминает экзотические растения, прирост которых достигает, как говорят, нескольких локтей в сутки. Почкование начинается с появления простой выпуклости, своего рода маленького горбика (фиг. 48, 2). Выступ увеличивается, принимает округлую или овальную форму. Одновременно суживается место соединения молодой клетки со старой, образуя * Выдержка из сообщения, сделанного мною в Bulletin de la Société chimique de Paris, 1862.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 291 нечто вроде перетяжки (фиг. 48, 2). Она появляется немного раньше или позже, в зависимости от вида дрожжей (фиг. 48, 3). Затем особи отделяются друг от друга (фиг. 48, 4). В некоторых случаях одна клетка дает несколько выростов и, следовательно, несколько дочерних клеток. Если образуется только один вырост или одна точка, то она появляется обыкновенно немного сбоку на широком конце дрожжевых клеток, большинству которых свойственна более или менее отчетливо выраженная яйцевидная форма. Некоторые авторы утверждают, что - описанный мною способ почкования, впервые установленный, кажется, Митчерлихом*, на самом деле не существует. Они считают, что клетки дрожжей разрываются, их зернистое содержимое вытекает, отдельные зернышки пчн о δ 88 d - i з 4 Фиг. 47. Фиг. 48. оседает на клетки, и, увеличиваясь здесь, они производят впечатление почек или дочерних клеток. Этот ошибочный взгляд только недавно был высказан снова**. Нет ничего менее приемлемого. Я могу пересчитать количество клеток, разрыв которых мне удалось видеть за 10 лет моих исследований, когда, можно сказать, тысячи клеток ежедневно проходили у меня перед глазами. Подобный разрыв клеток—факт чрезвычайно редкий, который вызывается исключительно какими-нибудь ненормальными условиями. Он представляет собою механическое7 а не физиологическое явление. В этом легко убедиться, культивируя дрожжи в совершенно прозрачном сахаристом сусле, не содержащем аморфного осадка, который мог бы ввести наблюдателя в заблуждение. Клетки почкуются и размножаются без образования зерен и без малейших признаков разрыва; не приходится также наблюдать разнообразия в размерах клеток, начиная с тех, которые видимы простым глазом, и кончая самыми мелкими. Это может быть воспроизведено со всякими спиртовыми дрожжами, во всяких пригодных для брожения жидкостях. Перед этим простым .наблюдением не может устоять оспариваемая мною гипотеза. Левая сторона таблицы VII (фиг. 49) изображает дрожжи, увеличенные в 400 раз. Это—скопление разъединенных клеток, какими они бывают по окончании брожения при недостатке питания. Одни из клеток имеют почти шаровидную форму, другие овальную или более или менее вытянутую, цилиндрическую. Перенесем такие дрожжи, в количестве не более булавочной головки, в пивное сусло, налитое в плоскодонную неглубокую чашку поверхностью в 1 кв. дм, и оставим их при комнатной температуре. На следующий день тонкий белый осадок покроет дно чашки. Зарисуем его. Мы увидим * Mitscherli с h.—Ueber die Gàhrung. Annalen der Physik, 59, 1843, p. 94—101.—Sur la fermentation. Journal de pharmacie, 4, 1843, p. 216—224. ** Schutzenberger (P.).—Les fermentations. Paris 1875, in—8°, p. 278. {Sur les levures alcooliques, d'après un récent travail du D-r de Vauréal). 19*
292 ЛУИ ПАСТЕР (правая половина таблицы) клетки, которые утратили свою зерни* стость, сделались прозрачнее и наполнились студенистой протоплазмой. Главная разница между двумя половинками таблицы состоит в том, что одиночные зернистые клетки (левая сторона) сделались (правая сторона) более вздутыми и просвечивающими. Почки их по своим размерам колеблются от мельчайших до таких, которые равня- 400 1 Фиг. 49. Таблица VII. Регенерация старых дрожжей. Слева—старые разъединенные Дрожжевые клетки; справа—они же, омоложенные в сахарном сусле. ются материнским клеткам. Они увеличиваются, отделяются и, в свою очередь, почкуются, так что на рисунке мы видим, по всей вероятности, клетки и почки первого, второго и третьего поколений... На правой половине в протоплазме клеток видны вакуоли, которые мы можем сделать, по желанию, светлее или темнее остальной части клеток, немного передвигая объектив микроскопа. Эти вакуоли образовались вследствие того, что протоплазма стянулась ближе к оболочке. Они часто появляются в клетках дрожжей, находящихся в состоянии покоя, при отсутствии питания, когда клетки стареют, так как им приходится существовать, если можно так выразиться, на свой собственный счет. Вакуоли быстро исче-
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 293 зают, когда дрожжи попадают в питательную, хорошо аэрированную среду. В большинстве клеток производственных дрожжей с пивоваренных заводов наблюдаются одна или несколько вакуолей. Перенеся такие дрожжи в сусло, открытое доступу воздуха, мы увидим под микроскопом, часто уже через несколько минут, появление своего рода набухания, сильного натяжения стенок, как бы делающихся более тонкими, и полное исчезновение вакуолей. В студенистой протоплазме появляются мелкие, едва видимые включения с блестящими центрами, а на поверхности начинают образовываться выпуклости.На другой день почкование идет уже весьма усиленно, и вновь образованные клетки имеют столь нежные очертания, что их едва можно различить под микроскопом. Тогда-то и возникает наклонность к образованию в процессе почкования ветвистости, с большим или меньшим количеством разветвлений, в зависимости от сорта спиртовых дрожжей. Ветвистость достигает максимума, если регенерации подвергаются клетки, истощенные покоем и отсутствием питания. В таком случае регенерация может затянуться. С производственными дрожжами этого не случается, так как их пускают быстро в оборот. Поэтому я имел право сказать, что их клетки часто уже через несколько минут проявляют первые признаки почкования. В предшествующих строках я упоминал о том, что существуют разные сорта спиртовых дрожжей. Факт этот не подлежит сомнению. Я дал неоспоримые доказательства этому в Бюллетене Парижского химического общества, в 1862 году, в сообщениях о болезнях вина, напечатанных в Известиях Академии наук в 1864 году и в 1866 году, и в «Исследованиях о вине». Известно, что пивовары с давних пор различают два способа брожения, верхнее и нижнее, которым и соответствуют два вида дрожжей. Правда, прежде предполагали, что различие между этими брожениями зависит от разницы в температурных условиях и что дрожжи верхнего брожения могут переходить в дрожжи нижнего брожения и обратно, если брожение первых будет происходить при низкой температуре, а вторых—при высокой. Моими наблюдениями 1862 года я установил, что в виноградном соке появляется несколько сортов дрожжей; что дрожжи пива верхнего брожения не развиваются или развиваются с большим трудом в виноградном соке, тогда как один из видов дрожжей винограда растет в пивном сусле быстро и в изобилии; что самые мелкие из дрожжей винограда легко отделить от других, подвергнув брожению профильтрованное виноградное сусло; и, наконец, что при вторичном брожении сладких вин получают замечательные дрожжи, по виду сильно отличающиеся от пивных дрожжей. Я не давал различным дрожжам особых названий, как не давал я их и другим микроскопическим организмам, которые мне приходилось изучать. Это происходило не от равнодушия к номенклатуре. Помимо того, что меня занимала исключительно физиологическая деятельность микроорганизмов, я всегда боялся приписывать внешним особенностям слишком большое значение. Мне много раз приходилось устанавливать, что внешне различные формы часто принадлежат одному и тому же виду и что формы, сходные между собою,
294 ЛУИ ПАСТЕР могут скрывать глубокие различия. Новые примеры таких фактов мы увидим и в настоящем параграфе. Немецкий натуралист Реес, который нашел новые доказательства существования различных видов спиртовых дрожжей, пренебрег—и, быть может, совершенно правильно—такими опасениями и дал особые названия различным сортам дрожжей. Мне придется часто пользоваться для сокращения названиями, предложенными Реесом*. В одном сообщении («Bulletin de la Société chimique de Paris, 1862) я описал дрожжи очень малых размеров, самопроизвольно развивающиеся в фильтрованном и нефильтрованном виноградном соке и сильно отличающиеся от обыкновенных винных дрожжей. При брожении винограда они появляются первьщи, а если виноградный сок был предварительно хорошо профильтрован, то другие дрожжи и совсем не развиваются. Вероятно, это объясняется тем, что их зародыши мельче зародышей других дрожжей и потому проходят в большем количестве через фильтр. Рисунок, взятый из моей статьи 1862 года (фиг. 50), где эти дрожжи изображены наряду с округлыми дрожжами верхнего брожения, даст более точное понятие об относительных размерах этих дрожжей и их особенностях. Реес назвал их Saccharomyces apiculatus 56. Тот же ученый дал название Saccharomyces pastorianus57 дрожжам вторичного брожения сахаристых жидкостей и вина, оставшегося сладким после главного брожения. Эти дрожжи были описаны мною в 1864 году** следующим образом. «Рио. 6 [здесь фиг. 51] изображает очень интересную разновидность спиртовых дрожжей. Довольно часто случается, главным образом в департаменте Юра, где сбор винограда производится около 15 октября, т. е. в холодное и неблагоприятное для брожения время года, что вино сохраняет свою сладость в то время, когда его разливают по бочкам. Это бывает большей частью в удачные годы, когда сахара много и содержание спирта высоко, что препятствует окончательному завершению брожения, если оно происходит при низкой температуре. В бочках вино остается сладким иногда в течение * Основной результат работы д-ра Рееса (R е е s s.—Botanische Unter^ suchungenuber dieAlkoholgâhrungspilze. Leipzig, 1870) состоит в открытии спорообразования у дрожжевых клеток, т. е. образования внутри последних, при некоторых особых условиях, например, при культивировании на вареных ломтиках картофеля, моркови и т. д., ... двух, трех, четырех pi более мелких клеток, которые, когда их переносят в жидкости, способные к брожению, ведут себя, как прорастающие споры дрожжей. Материнская клетка может рассматриваться как аск (сумка), дочерние клетки—как аскоспоры. Таким образом, род Saccharomyces должен быть причислен к группе грибов, называемых а с к о- мицетами. Эти факты были подтверждены многими наблюдателями, в частности д-ром Энгелем, профессором Медицинского факультета в Нанси. Еще до Рееса, де-Сейн (D е- S еу nés.— Sur le mycoderma vini. Comptes rendus de l'Académie des sciences, 67, 1868, p. 105—109) сообщил об образовании эндоспор у Mycoderma vini, особенно в удлиненных клетках. При этом происходит разрыв материнских клеток и рассасывание их оболочек и содержимого после выхода эндоспор, которые мы будем называть аскоспорами. Я сам еще раньше описывал преломляющие свет тельца, которые появлялись у вибрионов и должны были быть воспроизводящими тельцами, и я также видел рассасывание частей, окружающих эти тела. Таблица на странице 228 моих Études sur les maladies des vers de soie показывает тельца и рассасывание, о котором я говорю. ** Comptes rendus de l'Académie des sciences, '58, 1864, p. 144.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 295 нескольких лет, причем в нем происходит .незаметное спиртовое брожение. В таких винах я всегда находил изображенный на фиг. 51 фермент. Он имеет вид стебелька с расположенными на определенных расстояниях друг от друга членистыми разветвлениями, на концах которых находятся округлые или яйцевидные клетки, очень легко отделяющиеся и образующие как бы споры растения. Как это показано на левой стороне рисунка, различные части растения отделяются друг от друга, поэтому его редко можно наблюдать в целом виде». Откуда же происходят эти замечательные клеточные растения? Где и как образуются, например, виноградные дрожжи? В § 3 главы III мы наметили одно из возможных решений этого вопроса. Мы установили, что брожение виноградного сока не возникает, если он огражден от соприкосновения с пылью, находящейся на поверхности ягод или веток винограда. Достаточно, чтобы в чан Фиг. 50. Фиг. 51. любой вместимости попала пыль только с одной грозди, иногда с одной только ягоды, для того, чтобы брожение началось. Какова же природа этой пыли? 27 сентября 1872 года в винограднике, в окрестностях Арбуа, я сорвал с растения сорта, называемого noirin, кисть винограда. Кисть я выбрал так, чтобы на ней не было ни одной испорченной ягоды, и принес в лабораторию в листке бумаги, обожженном в пламени спиртовой горелки. Ягоды я отделял тонкими ножницами, также проведенными через пламя. С помощью совершенно чистой кисточки для бритья (ничего не отдающей при взбалтывании с водой) каждая ягода, несущая еще часть своей плодоножки, промывается в небольшом количестве чистой воды. Последовательного обмывания двенадцати ягод в 3 куб. см воды достаточно, чтобы довольно сильно замутить эту воду, которая затем изучается под микроскопом. В каждом поле зрения обнаруживается несколько маленьких организованных телец, случайно соединенных с несколькими редкими кристаллическими иголочками. Обычно это простые клетки, полупрозрачные и бесцветные; другие—более крупные, окрашенные в желто-коричневый цвет, свободные или собранные в бесформенные скопления; наконец, имеются сумочки, наполненные готовыми прорасти спорами; некоторые имеют форму бутылочной тыквы. Я повторял то же наблюдение с кистями растений других сортов, а также с водою от обмывания наружной поверхности
296 ЛУИ ПАСТЕР смородины, слив и грущ... Результат был тот же, т. е. я снова увидел очень большое количество тех же клеток, те же неправильные скопления коричневых клеток, которые ни в коем случае не следует 500 1 Фиг. 52. Таблица VIII. Клетки зародышей из пыли с поверхности ягод винограда. смешивать со скоплениями мертвых клеток, местами покрывающими эпидермис некоторых плодов. Так как я умышленно оставлял каждую виноградину с частью ее плодоножки, я хотел знать, происходят ли мельчайшие частицы, о которых я говорю, с поверхности ягод или с древесины плодоножки. Для этого я промывал отдельно поверхность ягоды и поверхность плодоножек. Вода от промывания этих последних была заметно более наполнена маленькими организованными телами. В то же время
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 297 500 1 Фиг. 53. Таблица IX. Примеры прорастания клэток из пыли с поверхности ягод винограда. и вода от промывания поверхности винограда не была свободна от них. Таблица VIII (фиг. 52) представляет увеличенными в 500 pas тельца с поверхности плодов. Группы δ, Ъ... с, с... более или менее темнокоричневого или красновато-желтого цвета, клетки а, а...
298 ЛУИ ПАСТЕР просвечивающие. Среди последних встречаются споры обыкновенных плесеней и много клеток, происшедших, повидимому, благодаря начавшемуся в момент наблюдения—под влиянием влажности древесины кисти или недавних дождей—прорастанию, от твердых на вид желтоватых с двойной заметной оболочкой групп δ, b... с, с... Легко проследить под микроскопом прорастание этих различных видов клеток. Каплю воды от промывания лишенной ягод виноградной кисти помещают в небольшой объем профильтрованного до полной прозрачности виноградного сусла, которое было предварительно прокипячено. Таблица IX (фиг. 53) представляет стадии развития, наблюдавшиеся на одиночных или сгруппированных клетках A, D, G ж I. Вот как это происходит. Желто-коричневые клетки в питательной среде размягчаются, растягиваются и постепенно становятся почти просвечивающими и бесцветными. Одновременно на их окружности появляются очень молодые почки, которые быстро увеличиваются и отделяются в виде молодых клеток, давая место новым, в то время как первые в свою очередь почкуются. Быстрота почкования и размножения этих клеток часто исключительна. Группа А и клетка D дали в течение двадцати четырех часов группы С и F, пройдя промежуточные стадии ВжЕ. Эти клетки А и D не дали удлиненных трубок, по крайней мере во время наблюдения, но есть другие группы клеток, которые сразу же дают начало длинным трубкам с перегородками типа мицелиальных трубок обыкновенных плесеней. Одновременно одинаково по всей длине трубок (гиф), часто в виде букетов, появляются в изобилии клетки, изображенные на рис. G; все развитие такого образования продолжалось менее двадцати четырех часов*. Без доступа воздуха всякая жизнь отсутствует. Рисунки H', /, J, К показывают еще и другие виды размножения трубок и клеток. H представляет сферическую форму; у / так же, как и у К, имеются многочисленные почки. Все эти различные формы образовались в течение двадцати четырех часов из клетки, изображенной в центре группы J. По поводу этого рис. J я замечу, что после того, как я присутствовал de-visu 30 сентября 1872 года *в в 10 час. утра при отпадении трех овальных клеток в точках #, й, с, в 10 ч. 45 м. вновь образовались почки указанной на рисунке величины на тех же местах, а вечером, около 5 час, эти почки а, 6, с7 превратившись в клетки, отделились в свою очередь**. * Приведенные здесь таблицы были представлены Бюро Академии наук на заседании 18 ноября 1872 года и помечены этим числом непременным секретарем Дюма. ** Для этих наблюдений я пользовался маленькими стеклянными кюветами, сделанными из одного куска сен-гобенского стекла, которое выдалбли- Фиг. 54. Фиг. 55. валось насквозь (фиг. 54). На один из краев этого кольца я приклеивал покровное стеклышко, служащее для закрывания объекта при микроскопических наблюдениях. Таким образом я получал маленькую кювету, на дно которой я помещал прокипяченное виноградное сусло и каплю промывной воды от ягод винограда". Чтобы помешать испарению, на эту кювету помещалась стеклянная пла-
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 299 Но в чем доказательство того, что среди образований, происходящих из клеток и трубок, которые выходят из маленьких коричневых телец, находящихся на поверхности плодов,—телец, которые, как мы видим, почкуются и размножаются с такой большой скоростью,—действительно находятся дрожжи или винные дрожжи? Очень простой опыт докажет нам это. Если после того, как регенерация и развитие клеток проходили в течение двадцати четырех или сорока восьми часов в сахаристом сусле в присутствии большого количества воздуха на дне одного из маленьких сосудов, служащих для наблюдений, наполнить этот сосуд целиком тем же самым суслом так, чтобы под покрывающей его пластинкой не оставалось больше свободного воздуха, то вскоре, через полчаса, максимум через час, часто даже через меньший промежуток времени, можно заметить, как со дна маленького сосуда подымаются пузырьки газа и осадок клеток увеличивается. Это—сусло, которое бродит после погружения одноклеточных растений. Следовательно, клетки или группы коричневых клеток, покрывающие плоды и ветки виноградных кистей, являются настоящими зародышами дрожжевых клеток. Точнее, именно среди этих групп существуют зародыши дрожжевых клеток, потому что было бы противно истине говорить, что различные формы прорастания пыли, покрывающей поверхность ягод винограда, все соответствуют формам развития истинных дрожжей. Так, мешкообразные споры с, с... на таблице VIII (фиг. 52) являются органами воспроизведения Alternaria tenuis, которые, вероятно, имеют лишь внешнее сходство с дрожжами, точнее говоря, со спиртовыми дрожжами в собственном смысле этого слова. Но, я повторяю, и в настоящее время это важно отметить, клетки дрожжей происходят из тех или других маленьких коричневатых телец, которые микроскоп открывает в таком изобилии среди пыли поверхности плодов. стинка. Наконец, наблюдение производилось снизу, с помощью наклонзнного микроскопа с полным отражением1. Я пользовался также маленькими кюветами, употреблявшимися ван-Тигемом и Лемонье2 в их работе с плесневыми грибами (фиг. 55). Установка, принятая в 1853 году Дюкло3, также подошла бы. Было бы еще проще пользоваться чечевицами, которые я лет десять назад заказывал в Германии известному стеклодуву Гейслеру. Мне говорили, что пущенные им в продажу чечевицы получили среди микрографов в | Германии большое распространение. Они состоят из труб- * ки, раздутой по своей длине в плоскую чечевицу, поверхности которой в центральной части достаточно сближены, чтобы заключать тонкий слой жидкости и делать возможным микроскопическое наблюдение. Можно наполнять трубку-чечевицу целиком жидкостью, не оставляя в ней воздуха, или окружить воздухом центральную каплю (фиг. 56). 1 В моем мемуаре об уксуснокислом брожении, опублико- ганном в 1864 году, я уже пользовался этим способом для изучения размножения члеников Mycoderma aceii. См. Pasteu г.— Etudes sur le vinaigre. Paris, 1868, p. 64. [В настоящем сборнике CM.jCTp. 164]. 2 Van-Tieghem et Le Monnie г.—Recherches sur les mucorinées. Annales des sciences naturelles (Botanique), 5 série, 17, 1873, p. 261—399. 3 D u с 1 a u x.—Sur la germination des corps organisés qui existent en suspension dans l'atmosphère. Comples rendus de l'Académie des sciences, 56, 1863, p. 1225—1227. Фиг. 56.
300 ЛУИ ПАСТЕР Невозможность, с которой мы столкнулись в главе III (§ 3)у заставить виноградный сок бродить иначе, как под влиянием внешней пыли, и установленный нами факт, что пыль с поверхности ягод винограда и с веток его кистей в момент созревания винограда содержит способные к прорастанию клетки, дающие дрожжи, естественно, побуждают нас к новому исследованию, к изучению времени появления этих зародышей на различных частях виноградной лозы. Два следующих наблюдения доказывают, что дрожжи могут появляться лишь ко времени созревания винограда и что они исчезают зимой, чтобы вновь появиться лишь к концу лета58. I. В октябре 1873 года я собрал на одном из виноградников кантона Арбуа ветки кистей вполне созревшего винограда и тут же на винограднике тщательно от'делил ягоды одну за другой очень чистыми ножницами. Потом я завернул ветки, лишенные таким образом ягод, в шелковую бумагу, чтобы доставить их в Париж. Я не имел тогда другого намерения, нежели достать для моих последующих исследований богатую дрожжами пыль, которую находят в октябре на древесине виноградной лозы и особенно, как я уже говорил, на самих кистях винограда. Действительно, куски таких кистей, обмытые в небольшом количестве чистой воды, по возвращении моем в Париж при опытах в октябре и ноябре дали мне очень легко виноградные дрожжи. Но повторяя эти опыты в течение зимы, я был поражен, получая из этих кистей лишь плесени. Эти кисти, которые в октябре в профильтрованном и прокипяченном виноградном сусле давали очень легко брожение, совершенно не могли его вызвать в конце зимы, как ни благоприятна была температура этого сусла. Пыль кистей, как источник спиртовых дрожжей, стала, таким образом, бесплодной. И. 17 февраля 1875 года я купил у торговца съестными припасами Шеве две прекрасно сохранившиеся кисти белого винограда, не имевшие никаких повреждений, ни одной испорченной ягоды. Железный котелок наполняют ртутью, предварительно нагретой до 200°, а затем покрытой листком обожженной бумаги. После охлаждения на поверхность ртути помещают несколько ягод и кисточек винограда Шеве и, закрыв их предварительно прогретой со ртутью и в ртути пробиркой, раздавливают их в этой пробирке при доступе воздуха с помощью толстого изогнутого железного прутика, который предварительно был проведен через пламя спиртовой горелки. Все эти предосторожности имели целью удалить причину ошибок, которые могла внести пыль, примешавшаяся к ртути или носящаяся в лаборатории. Пробирка была затем помещена в термостат при температуре в 25°. В следующие дни не обнаружилось никакого брожения. Тогда, чтобы убедиться, что мякоть и жидкость были все же вполне пригодны для брожения, я внес под пробирку незаметные следы дрожжей. Эти последние легко развились и быстро вызвали брожение*. * В такого рода опытах объем воздуха в пробирке всегда несколько увеличивается. Он мог бы заметно увеличиться даже в том случае, если бы опыт, проведенный, например, в августе со свежим виноградом, не дал бы никакого брожения, вызванного образованием дрожжей. После того как кислород воздуха был
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 301 ИИ, ИМ 1 JE Возможно, что зимой на хранящихся виноградных кистях уже больше нет дрожжей и что известный опыт Гей-Люссака, доказывающий влияние воздуха на дрожжи виноградного сока, может быть воспроизведен не во всякое время года. Последующие наблюдения более чем достаточно доказывают это, потому что они являются, в общем, лишь легким методом постановки опыта Гей-Люссака, без необходимости применения ртути. Из сказанного уже следует, что развитие дрожжей возобновляется в какие-то сроки между концом зимы и началом осени. Когда же это происходит? Иными словами, до какого времени сохраняется стерильность растения как объекта, способного дать дрожжи? Для выяснения этого я провел многочисленные опыты летом и осенью 1875 года и зимой 1876 года. Ввиду того, что их пришлось проводить вблизи виноградников (Арбуа, во Франш-Конте), вдали от лаборатории, я применил особый способ, который легко осуществим на практике и в то же время дает достаточно точные результаты. Налитый в пробирки консервированный виноградный сок я довожу до кипения, в целях уничтожения в нем всех зародышей. Открытый конец пробирки после проведения через пламя я закрываю ватной пробкой, обожженной до первых признаков обугливания (фиг. 57). Ряд заготовленных таким образом пробирок я переношу в виноградник и там опускаю в них или ягоды, или лишенные ягод кисти винограда, или обрывки листьев, или части веток. После этого снова закрываю пробирки обожженными пробками. Иногда я опускал цельные ягоды, иногда я их раздавливал железным стержнем, или, наконец, держа виноградину над пробиркой, я разрезал ее проведенными над пламенем ножницами так, чтобы сок ее попадал в сусло. Эти опыты дали следующие результаты. Пока виноград еще не созрел, в конце июля и первой половине августа, брожения виноградного сока в пробирках не получалось. Между 20 и 25 августа в отдельных пробирках изредка возникало брожение, вызванное мелкими дрожжами apiculatus. В течение сентября число пробирок, в которых появлялось брожение, постепенно увеличивалось. Однако в каждой серии было несколько пробирок, в которых брожения не обнаруживалось. Я приведу несколько примеров. В начале сентября я поместил в тринадцать пробирок виноградные ягоды, сорванные с кистей растения сорта Ploussard, уже достаточно спелых, чтобы давать Фиг. 57. поглощен и замещен углекислым газом либо в результате прямого окисления, либо под действием плесеней, ягоды, хоть и раздавленные, вели бы себя, как плоды, погруженные в углекрюлоту (см. в главе VI, § 2, «Брожение сладких плодов, погруженных в углекислый газ»). Эффект тем более заметен, чем меньше раздавлены ягоды. Следует указать, что нельзя раздавить ягоды настолько полно, чтобы все клетки паренхимы были разорваны. Итак, легко убедиться, что опыт с выделением углекислого газа и образованием спирта ягодами винограда и вообще плодами, погруженными в углекислый газ, хорошо получается с кусочками фруктов или ягод винограда. Это удается тем лучше, чем меньше имеется раздавленных частей.
302 ЛУИ ПАСТЕР приятные на вкус ягоды. Одни из этих ягод были целые, другие раздавленные. Так как ни одна из пробирок не дала мне никаких следов брожения, а лишь плесени (в плесенях нет никогда недостатка, есть ли брожение или нет), то я поставил 28 сентября с тем же растением новую такую же серию опытов. № ι—Пробирка с одной нераздавленной ягодой № 2—То же № 3—То же № 4—То же № 5—Пробирка с двумя нераздавленными ягодами № 6—Пробирка с двумя раздавленными ягодами № 7—Пробирка с двумя ягодами, раздавленными в 2 куб. см предварительно прокипяченной воды № 8—Пробирка с частью кисти, ягоды которой отделены и которая занимает всю .высоту жидкости № 9—Пробирка с куском дерева ветки № 10—Пробирка с куском листа № 11—То же № 12—То же 29-го и 30-го ни в одной пробирке нет признаков брожения. Во всех—хлопья мицелия плесеней. 1 октября—более или менее ясно заметное и активное брожение с помутнением всей жидкости и взвесью развивающихся плесеней в № 2, 3, 4 и 5, с нераздавленными ягодами. Оно отсутствует в № 1, 6 и 7, с раздавленными и нераздавленными ягодами. В № 8 с частью кисти—активное брожение. № 9, 10, 11 и 12, с кусками дерева веток или листьев, не обнаруживают никакого брожения. В следующие дни началось брожение в № 1. Начиная с 5 октября число бродящих пробирок не изменялось. В этой серии я констатировал в бродящих пробирках присутствие мелких дрожжей apiculatus и лишь один раз смесь этих дрожжей с Saccharomyces pastorianus. Бесполезно говорить, что употребляемые ягоды были совершенно спелы. Сбор винограда в некоторых округах Юры уже начался. Из этого опыта видно, что даже во время полной зрелости винограда далеко не каждая отдельная ягода несет зародыши дрожжей и что можно раздавить иногда даже несколько ягод, не получая при этом брожения. Перед лицом этих новых фактов приверженцы гипотезы превращения белкового вещества виноградного сока в дрожжи поймут всю тщету своих воззрений, потому что их гипотеза требует, чтобы каждая раздавленная ягода или несколько ягод, раздавленных вместе, начинали бродить при доступе воздуха. В тот же день была приготовлена другая серия пробирок с сортом, называемым Trousseau. № 1—Пробирка с одной целой ягодой № 2—То же № з—То же Хо 4—То же № 5—Пробирка с деревом ветки ■N· 6—То же № 1—Пробирка с деревом кисти, ягоды отделены Следующие дни брожение происходило в № 4 и № 5 и 7. Итак, здесь в трех случаях из четырех целые ягоды не вызвали брожения сусла, в которое они были погружены. Одна из двух
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 303 пробирок с деревом ветки вызвала брожение этого самого сусла, а в другой оно осталось нетронутым. Пробирка с веткой кисти забродила. Я уже отмечал, что именно ветки кисти особенно обильно покрыты зародышами дрожжей. Вот серия опытов, подтверждающих это утверждение. 2 октября 1875 года я приготовил на винограднике двадцать четыре пробирки, наполненные, примерно, до одной трети своего объема виноградным, предварительно прокипяченным суслом № 1—Пробирка с одной нераздавленной ягодой № 2—То же № 3—То же № 4—То же № 5—То же № б—То же № 7—Пробирка с двумя раздавленными ягодами № 8—Пробирка с одной раздавленной ягодой № 9—Пробирка с деревом виноградной ветки № ю—То же № il—То же № 12—То же № 13—Пробирка с обломком ветки кисти, все ягоды отделены и сняты. № 14—То же № 15—То же № 16—То же № 17—То же № 18—То же № 19—То же № 20—То же № 21—То же № 22—То же № 23—То же № 24—То же В следующие дни некоторые из этих пробирок начинают бродить, другие дают лишь мицелий плесеней. 7 октября бродили: № 2 из восьми пробирок с раздавленными и нераздавленными ягодами, ни одна из четырех с деревом веток; в № 15, 17, 20, 21, 22, 23, 24 из пробирок с ветками кистей наступило бурное брожение. В итоге начали бродить, т. е. содержали дрожжевые зародыши: Одна пробирка с ягодой, из восьми. Ни одна из четырех пробирок с деревом веток винограда. Семь из двенадцати пробирок с ветками кистей винограда. Позднее количество забродивших пробирок не изменилось. 8 тот же день, когда я поставил серию пробирок, я приготовил такие же 24 пробирки, но с ветками кистей винограда, сохранившимися с урожая предыдущего года. Ни в одной из двадцати четырех пробирок не обнаружилось брожения виноградного сока, окружавшего кисти. Новое доказательство бесплодия дрожжевых зародышей, когда виноградные кисти сохранялись в течение достаточного промежутка времени. Сколько же времени после сбора винограда зародыши дрожжей, находящиеся на виноградных кистях, сохраняют способность к раз-
304 ЛУИ ПАСТЕР витию? Чтобы получить ответ на этот вопрос, были проведены описываемые ниже опыты. Отрезки веточек виноградных кистей, внесенные 2 октября в виноградный сок в самом винограднике, вызвали брожение в 7 из 12 пробирок. Чтобы иметь возможность производить опыты зимою, мы завернули отрезки тех же веточек в предварительно проведенную над огнем бумагу и испытывали их в следующие сроки. 21 декабря 1875 года мы поставили опыт с двенадцатью пробирками. Во всех них в ближайшие дни обнаруживаются хлопья мицелия или быстро размножающиеся клетки микодермы, торула и Dema- tium59. Только в четырех позднее появляются дрожжи и спиртовое брожение. Это уже дает указание на то, что приблизительно через 3 месяца после сбора винограда значительное количество дрожжей на веточках, высыхая, утрачивает свою жизнеспособность, так как две трети этих веток не вызывают развития дрожжей. 21 января при 20—25° поставлен новый опыт с двенадцатью пробирками. Брожение началось только в двух из них. 2 марта поставили еще опыт, также с двенадцатью пробирками. Брожение обнаружилось опять-таки в двух из них. В начале апреля наблюдалась полная стерильность. В это время года (апрель и май) те же опыты многократно повторялись с веточками кистей нового винограда и с сохранившимися от последнего сбора еще совершенно свежими ягодами белого винограда, которые можно было найти в магазинах. Проведены были также опыты над лозой, взятой из виноградника в Медоне. В громадном большинстве опытов брожение не появлялось. Был даже случай, когда купленная у Шеве 16 апреля кисть нового очень спелого черного винограда, выращенного в оранжерее, не обнаружила после раздавливания никакого брожения. Ни в одной из пробирок, в которых до марта обнаруживалось брожение при внесении сухих веточек винограда, привезенных из департамента Юры, не было дрожжей Saccharomyces apicutatus и Saccharomyces pastorianus. В них наблюдались только обыкновенные низовые винные дрожжи Saccharomyces ellipsoideus*. Интересно было бы исследовать, встречаются ли дрожжи также и на других кустарниках, кроме винограда. Зимою я их там обычно не находил. Однажды, впрочем, я вызвал зимою брожение виноградного сока самшитом. Во множестве других опытов появлялись только плесени и развивались Dematium, Alternaria, Torula, Из сопоставления изложенных опытов с наблюдениями § 4 главы III видно, что дрожжи, полученные после брожения, сохраняются при высушивании дольше, чем дрожжи, находящиеся на мертвой древесине виноградной лозы. Микроскопическое исследование пыли с ягод и веток виноградной кисти обнаруживает, как и следовало ожидать, что характер ее в различные вегетационные периоды различен. Пока виноград еще зелен и продолжает развиваться, попадаются, да и то в небольшом * Доктор Реес (Botanische Untersuchungen liber die Alkoholgâhrungs- pilze. Leipzig, 1870) назвал Saccharomyces ellipsoideus винные дрожжи, представленные на таблицах VIII—XI моих «Études sur le vin» и названные мною обыкновенными винными дрожжами6», потому что среди дрожжей, которые находят в конце брожения, дающего вино, они встречаются в наибольших количествах.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 305 количестве, только споры, принадлежащие, повидимому, обыкновенным плесеням. Но ближе к осени, к концу созревания винограда, в период пожелтения листьев, на лозах, листьях, ветках и кистях скапливаются многочисленные легко размножающиеся плесени и другие микроскопические организмы. Если кисти винограда обмыть в это время водой, то в воду попадет масса разнообразных организованных телец. В это время плесени, дающие дрожжи, также достигают той стадии развития, при которой^ будучи примешаны к виноградному соку, вызывают в нем брожение*. Производство одного из вин в Юре, соломенного вина (vin de paille), как бы противоречит моим указаням на то, что дрожжи на кистях винограда к концу зимы теряют свою способность к размножению. Соломенное вино делается как раз из винограда, долгое время после сбора хранившегося на соломе. Казалось бы, что брожения при этом не должно произойти. Я не сомневаюсь, действительно, что оно вызывается часто не теми дрожжами, которые производят брожение винограда, собранного осенью. Виноград, из которого приготовляют соломенное вино, сбраживается, вероятно, дрожжевой пылью, оставшейся от последнего сбора на различных предметах, применяемых в производстве. В § 4 главы III мы видели, что дрожжи могут высыхать и превращаться в пыль, сохраняя в течение многих месяцев способность к прорастанию. Было бы полезно подвергнуть мою идею экспериментальной проверке* Это было бы легко осуществить, производя раздавливание сохранившегося винограда в очень чистых сосудах, предварительно прогретых при температуре в 100°, и отбрасывая все гроздья с испорченными ягодами, которые могли бы бродить или порождать дрожжи. Брожение не имело бы места. Из приведенных нами фактов, касающихся происхождения винных дрожжей, вытекает еще следующий вывод. Виноградную лозу можно легко вырастить таким образом, чтобы виноград, собранный с нее даже осенью, оказался неспособным самопроизвольно вызвать брожение полученного из него сока. Для этого достаточно оградить кисти от наружной пыли в течение всего их развития и произвести раздавливание в сосудах, совершенно очищенных от спиртовых дрожжей. Со всеми плодами и растениями можно провести подобные чрезвычайно важные опыты, положительные результаты которых, по-моему, вне сомнения. Приводимые ниже наблюдения, касающиеся полиморфизма Saccharomyces pastorianus, представляют, мне кажется, большой интерес для истории спиртовых дрожжей. Они указывают на тесное сродство дрожжей с плесенями высшего порядка, а именно с Dema- tium, живущими обычно на отмершем дереве. Таким образом, разница между виноградной лозой и другими кустарниками заключается только в том, что один или некоторые Dematium виноградной лозы в известный период года дают анаэробные клетки, тогда как, наоборот, Dematium, Alternaria других кустарников принадлежат обыкновенно к аэробам. Это не покажется удивительным, если мы вспомним, что, например, у мукоров также встречаются аэробные и * Ср. Ρ a s t е и г.—Note sur la fermentation des fruits et sur la diffusion des germes des levures alcooliques. Comptes rendus de l'Académie des sciences, 88, 1876, p. 173—176. Примечание редакции французского издания. Л. Пастер 20
306 ЛУИ ПАСТБР анаэробные клетки и что торула могут быть анаэробами или аэробами. Когда Saccharomyces pastorianus развивается из зародышей, которые в естественных условиях находились на кислых плодах, получают вытянутые, ветвистые, часто грушевидной формы, чле- 400 1 Фиг. 58, Таблица X. Одна из рас дрожжей с кислых плодов в начале брожения в естественном сусле этих плодов. ники, большего или меньшего размера. Но по мере того как кислород из жидкости исчезает и почкование повторяется, длина и ширина клеток уменьшается настолько, что в конце концов их можно принять за какие-нибудь другие дрожжи меньшего размера. На таблице X (фиг. 58) изображены подобные дрожжи, взятые из вишневого сока в начале брожения. Вскоре все клетки становятся мелкими, разобщенными, круглыми или овальными, а членики—относительно короткими и тонкими. Эти клетки обозначены буквой а. Так как эти последние очень быстро размножаются, то с трудом можно найти в немногих полях зрения микроскопа первоначальные крупные формы. Вместо форм таблицы X остаются только формы таблицы XI (фиг. 59). Другими словами, внешний вид дрожжей меняется изо дня в день, начиная с самого возникновения брожения. Можно сказать, что по мере развития последнего дрожжи мельчают, их длина и поперечник уменьшаются, и из крупных, вытянутых и развет-
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 307 вленных клеток они превращаются в мелкие и. короткие. Такая разница зависит, главным образом, от присутствия или отсутствия воздуха; быстро изменяющего характер почкования и самую жизнедеятельность дрожжей, а не от того, что перед нами смесь двух видов дрожжей. По крайней мере, меня так заставляют думать все мои наблюдения. Как только весь кислород поглощается, вновь образо- 400 ι Фиг. 59. Таблица XI. Saccharomyces paslorianus* Вид при продолжительной культуре. вавшиеся клетки принимают овальную или шаровидную форму, членики становятся более короткими и менее объемистыми. Но это не единственная причина указанной перемены в форме и внешнем виде дрожжей. Присутствие воздуха оказывает, несомненно, значительное влияние на первоначальное развитие дрожжей, но кроме того, приходится считаться еще с одним обстоятельством; которое трудно поддается определению, но которое может быть замечено под микроскопом и зависит от самого состояния клеток-зародышей. Почкование происходит, по крайней мере в большинстве случаев, не одинаково у молодой клетки и у клетки, состарившейся вне питательной среды. Различие между этими двумя состояниями клеток можно считать близким к разнице между только что образовавшимся семенем, которое не способно к прорастанию, и тем же семенем, которое хранилось достаточно долго для того, чтобы развитие его 20*
308 ЛУИ ПАСТЕР стало возможным. Другими словами, недостаточно регенерировать дрожжи и дать им развиваться при широком доступе воздуха в сахарной питательной среде, чтобы они приобрели тот же вид, какой имеют в начале развития дрожжи, непосредственно взятые с кислых или сладких плодов. Доказательство этому мы находим на таблице VII (см. фиг. 49, стр. 292), на правой половине которой изображено почкование клеток, изображенных на левой половине, происходящее в благоприятной для их развития среде, при свободном доступе воздуха. В отношении длины и поперечника клеток и члеников разницы между этими двумя полями зрения микроскопа почти не наблюдается. Они отличаются друг от друга, главным образом, тем, что дрожжи, изображенные на правой половине, имеют . сравнительно молодой вид и иной характер почкования. Но есть простое средство для того, чтобы мелкие и разъединенные формы дрожжей из осадков при конце брожения заставить вернуться к продолговатым, трубчатым, грушевидным, более или менее объемистым формам, образующимся при прорастании клеток-зародышей, взятых с поверхности плодов (таблица X). Для этого надо дать дрожжам Saccharomyces pastorianus возможно больше состариться, оставив их на очень долгий срок, при отсутствии питания и при доступе чистого воздуха, во влажном состоянии, а еще лучше—в растворе сахара. Дав им развиться в пивном сусле в баллоне с двумя трубками, мы осторожно сливаем сброженную жидкость через правую трубку, оставляя осадок дрожжей на стенке баллона. Затем мы снова вставляем в каучуковую трубку стеклянную пробку и оставляем влажные дрожжи в соприкосновении с чистым воздухом. В клетках идет непрерывная работа, и они все больше и больше стареют, не теряя своей жизнеспособности. Я употребляю слово стареть, как я уже указывал, потому, что время регенерации таких дрожжей в сусле тем больше затягивается, чем дольше они оставались в покое. При таких условиях отмирание дрожжей наступает редко. Они истощаются и вянут, но остаются живыми и способными к размножению по прошествии нескольких месяцев и даже лет. В конце концов, впрочем, они все же отмирают, так как при внесении в питательную среду остаются инертными. Чтобы довести дрожжи до истощения, не давая им погибнуть, лучше всего применять раствор сахара. Слив пиво при помощи описанного выше способа, его заменяют чистым 10% раствором тростникового сахара. Вот как производят это переливание жидкости, не опасаясь зародышей воздушной пыли, которые сделали бы невозможным повторение всех этих опытов. Приготовляют баллон с сахарной водой, свободной от всяких посторонних зародышей, и соединяют его с предыдущим. Это производят, снимая каучуковую трубку с баллона, содержащего дрожжи, а также стеклянную пробку, которая закрывает другую каучуковую трубку баллона с сахарной водой, затем вдевают правый тубус баллона с дрожжами в каучуковую трубку баллона с сахарной водой, потом подымают этот последний, чтобы дать стечь содержащейся в нем сахарной воде на дрожжи. Одновременно помощник направляет пламя спиртовой лампы на кривую часть изогнутой шейки баллона с сахарной водой, чтобы разрушить жизнеспособность зародышей пыли, взвешенной в воздухе, который входит в этот баллон по мере его опорожнения.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 309 Сахарный раствор, пришедший таким образом в соприкосновение с дрожжами, начинает со временем бродить. Когда брожение закончено, жидкость сливают и заменяют новым раствором сахара, который снова бродит, хотя уже с большим трудом. Смену растворов повторяют три или четыре раза, вызывая, таким образом, все большее и большее истощение дрожжей, так что они в конце концов в последнем растворе уже совсем не вызывают брожения. Подобного истощения дрожжей в растворе сахара можно достигнуть гораздо быстрее следующим образом. Для этого следует засеять ничтожное количество дрожжей в большое количество, например, в 100 куб. см, чистого раствора сахара, т. е. вместо того, чтобы перелить, как мы только что объяснили, содержимое баллона с сахарной водой на весь осадок баллона со сброженным пивным суслом, берут с помощью тоненькой трубочки дрожжи со дна последнего и переносят их в баллон с сахарной водой. Этого достаточно, чтобы истощить такое малое количество дрожжей после того, как они вызвали начало брожения, часто незаметное для глаза, так как небольшие количества углекислоты целиком растворяются в жидкости, не давая видимого выделения пузырьков газа. Весьма замечательным является следующий факт. Во время своего продолжительного пребывания в растворе сахара дрожжи доходят до такого истощения, что уже совершенно не вызывают брожения и остаются в инертном состоянии, но при этом они все же не отмирают. В некоторых моих опытах дрожжи в растворе сахара сохраняли жизнеспособность больше двух лет*. Едва ли нужно указывать, что такие результаты не соответствуют обычно приписываемым дрожжам свойствам**. Вместо раствора сахара в таких опытах можно пользоваться дрожжевой водой. В баллоны с чистой дрожжевой водой вносят немного дрожжей со всеми обычными предосторожностями, ограждающими их от посторонних зародышей. Брожения не происходит, так как нет сахара. Однако дрожжи начинают почковаться, и тем сильнее, чем больше было вместе с дрожжами внесено углеводов. В дрожжах происходит внутренняя химическая работа, постепенно меняющая их наружный вид. Плазма в клетках стягивается к центру, окрашивается в желто-бурый цвет, становится зернистой и образует внутри клеток более или менее неправильные, очень редко—сферические ядра. Замечу мимоходом, что эти условия должны были бы быть чрез- * Не все спиртовые дрожжи в одинаковой мере устойчивы к такого рода истощению. Наибольшей стойкостью характеризуются дрожжи Saccharomyces pastorianus, которые я сейчас имею в виду. ** Правильно ли выражение истощение? Несомненно, дрожжевые клетки истощаются, если их засевают в ничтожных количествах в большой объем раствора сахара. Все же предпочтительнее говорить в данном случае о таком способе сохранения жизнеспособности клеток, при котором они не погибают вследствие изнашивания и не размножаются почкованием. Следует отметить, что дрожжи при этом находятся в состоянии скрытой жизни, напоминающем состояние клеток дрожжей на наружной поверхности плодов. Дрожжи на фруктах, ветках, коре получают из окружающей среды не больше необходимых для их размножения питательных веществ, чем дрожжи в избытке сахарного раствора. Все же нельзя сказать о клетках-спорах, взятых с поверхности фруктов или их древесных частей, что они находятся в состоянии истощения. Выражение это является неподходящим.
310 ЛУИ ПАСТЕР вычайно подходящими для появления внутри,клеток спор, открытых Реесом. Однако мне еще ни разу не пришлось при таких условиях найти их. Следует обратить особенное внимание на то,, что истощенные, совершенно съежившиеся, состарившиеся дрожжи годами сохраняют способность к размножению. Начиная развиваться в питательной среде при доступе воздуха, они проявляют все особенности, свойственные дрожжам, взятым с поверхности сахаристых плодов. Другими словами, они размножаются не так, как дрожжи после несколь- Фиг. 60. ких последовательных пересевов в сахаристом сусле. Они не дают клеток, которые, как только достигают формы и размеров материнских клеток, сразу же от них отделяются. Они сразу же начинают4 сочень красивых образований, похожих на Dematium pullulans, и с форм, имеющих вид тех дрожжей, которые состоят из крупных, длинных, ветвистых члеников и тех больших клеток, часто грушевидных, которые изображены на таблице X (см. выше). Следующие рисунки и описание наблюдений, к которым они относятся, дадут нам доказательства моих утверждений. Из них ясно видно, как истощенный сахарной или дрожжевой водой Saccharo- myces pastorianus вновь оживает в подсахаренном сусле в виде продолговатых ветвистых грушевидных форм, свойственных плодовым дрожжам, и переходит затем в более мелкие формы, появляющиеся в разгаре брожения или в его конце. Рассмотрим теперь рисунок (фиг. 60), происхождение которого таково. Самопроизвольно появившиеся дрожжи, после повторных культур имевшие, как изображено на таблице XI, вид, обычный для Saccharomyces pastorianus в повторных последовательных культурах, Сыли истощены в сахарной воде, а затем регенерировали в
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 311 виноградном сусле при 10—11°. При этой температуре прорастание заметно обнаруживается лишь по истечении восьми дней. При 20° оно, при прочих равных условиях, потребовало лишь 3 дня. Я зарисовал лишь одну "из длинных ветвей, от которых отделялись дрожжевые клетки и почкующиеся членики, но их там имелось еще большое количество. Нет ли здесь глубокой аналогии с некоторыми формами Dematium, изображенными на таблице IX (см. выше фиг. 53)? Здесь, можно сказать, мы вновь находим все особенности рисунков этой последней таблицы. Фиг. 61. Фиг. 62. Фиг. 61 представляет первые стадии прорастания в пивном сусле другого образца Saccharomyces pastorianus после того, как он был истощен четырьмя последовательными культурами в сахарной воде. Здесь видны крупные дрожжи (табл. IX) начала брожения кислых плодов, вишен, смородины, смешанные с более мелкими формами, которые им сопутствуют и которые из них образуются в результате повторных почкований. Поле зрения было покрыто этими мелкими дрожжами. Наоборот, надо было искать в нескольких различных полях изображенные здесь крупные клетки с длинными, ветвистыми члениками. Это потому, что крупные и длинные членики появляются лишь вначале, когда есть еще много воздуха. При повторном почковании они дают лишь мелкие клетки или короткие членики, все возрастающее количество которых маскирует присутствие первых. Фиг. 62 изображает также дрожжи Saccharomyces -pastorianus, истощенные двумя годами пребывания в дрожжевой воде при доступе чистого воздуха. Любопытно, что они потеряли свою продолговатую форму. Кажется, что они произошли из круглых дрожжей. Клетки очень стары, большинство с двойным видимым контуром, с весьма зернистым содержимым желтоватого цвета. Можно сказать, что это старые, мертвые дрожжи. На самом деле—ничего подобного. На фиг. 63 представлено прорастание этих дрожжей, помещенных в мае 1875 года для регенерации в баллон с пивным суслом при комнатной температуре. Вот детали этого наблюдения. Фиг. 63.
312 ЛУИ ПА СТЕР Следы истощенных дрожжей (фиг. 62) засеяны 16 мая в баллон с пивным суслом. Рисунок (фиг. 63) сделан 19 мая. Начиная с 18-го стала заметной регенерация. Мы видим, сколько уже образовалось мелких дрожжей на третий день после посева. Если бы я обождал еще несколько дней, прежде чем брать пробу, мне было бы, вероятно, трудно найти трубчатые клетки крупных дрожжей, настолько их количество было бы невелико по сравнению с мелкими. Надо отметить на рисунке цепочку крупных клеток и длинных члеников а, 6, с, d. d—клетка засева; она стала просвечивающей, ее мелкозернистое содержимое совершено утратило бурый оттенок. с—крупная клетка, происшедшая из предыдущей, с резко очерченным контуром, наполненная мелкими, молодыми зернышками; она совершенно напоминает крупные дрожжи с плодов, когда они начинают появляться в сахаристом соке, выходя из клеток-зародышей, находящихся на наружной поверхности этих плодов. Ъ—длинная трубка этих самых дрожжей, и, наконец, а—членик с почкой, с менее выраженным контуром, совсем незернистый или мало зернистый, более тонкий, свойственный мелким дрожжам, изображенным на таблице XI (см. выше). Здесь виден на одной и той же ветке переход крупных дрожжей в мелкие после двух генераций с момента прорастания клетки засева d. Это наблюдение подтверждает мнение, которое я защищаю, а именно что на фиг. 60, 61, 63, как и в^таблице X (фиг. 58), мы имеем не смесь двух видов дрожжей, одних более крупных, удлиненных, трубчатых, и других—меньших, но одни и те же дрожжи, различие объема и формы которых зависит от особых условий. Вначале становятся заметными лишь наиболее мелкие дрожжи; они сохраняют свой характерный вид в последовательных культурах, давая объемистые, удлиненные, трубчатые формы лишь после длительного истощения. Вероятно, что м у к о ρ о- вые дрожжи представили бы возможность сделать аналогичные наблюдения. Было бы очень интересно исследовать это. Вот один из наиболее любопытных рисунков, изображающих регенерацию Saccharomyces pastorianus после того, как они истощились на минеральной сахарной жидкости. Дрожжи, взятые из .закрытого чана, где они служили для приготовления пива, были засеяны в минеральную жидкость 4 июля 1873 года. В следующие дни—слабое, но заметное появление развития дрожжей, которое затем постепенно увеличивается. Баллон оставляют в термостате при температуре 25° до 3 декабря, когда констатируют, что сахар нацело сброжен. Тогда засевают следы обильно образовавшегося осадка в баллон с чистым пивным суслом. 4 декабря—ничего заметного. 5-го, наоборот, активное брожение, на поверхности жидкости объемистая пена, и на дне уже значительный осадок дрожжей. Этот последний исследуют под микроскопом и зарисовывают; это фиг. 64. Темные клетки с двойным контуром являются клетками засева, которые не регенерировали. В различных местах препарата можно увидеть несколько таких клеток; их можно узнать по их внутренней зернистости, которая начинает уже теряться. Из этих клеток получаются другие, и часто многочисленные, способные к прорастанию клетки и членики. Так, например, одна из групп клеток, изображенных внизу рисунка, находится как раз на пути к регенерации и прорастанию; она несет не менее шести клеток, члеников или
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 313 групп члеников. В различных полях зрения под микроскопом обнаруживается масса более или менее разветвленных веток, цепочек более или менее длинных клеток. Некоторые из них показаны на рисунке. По мере повторения почкования на ветках, клетки и членики разделяются быстрее, уменьшаются и приобретают вид обычной культуры, Saccharomyces pastorianus, примерно, как это изображено на таблице XI (фиг. 59). Вначале, при первых признаках прорастания старых истощенных клеток, их внешний вид скорее напоминает Dematiumpullulans, как это наблюдается при прорастании многочисленных телец с поверхности кистей винограда или других плодов и их веток. Несколько таких образцов нам дает таблица IX (см. выше фиг. 53). Резюмируем некоторые из фактов, приведенных в этом параграфе. / Существуют различные дрожжи (I спиртового брожения. При броже- s ниях естественных сахаристых со- и ков, столь легко подвергающихся, особенно когда они кислые, свобод- jiô ному спиртовому брожение, дрожжи образуются из определенных клеток-зародышей. Последние широко распространены на наружной поверхности кожицы растения в виде маленьких сферических телец желтого или коричневаго цвета, расположенных отдельно или соединенных вместе. Они обладают свойством чрезвычайно легко и быстро почковаться в жидкостях, способных бродить. Присутствие кислорода воздуха необходимо для прорастания этих клеток-зародышей. Это объясняет наблюдавшийся Гей-Люссаком факт, согласно которому кислород необходим для начала самопроизвольного брожения виноградного сока*. Одни из этих * Вешан (В é с h a m p.—Comptes rendus de l'Académie des sciences, 75, 1872, p. 1284—1287) утверждает, что воздух не имеет никакого прямого влияния ни на образование фермента, ни на спиртовое брожение. Это ошибочное утверждение было выведено искусным химиком из опытов, сделанных с сахарной водой, к которой он прибавлял виноградные гроздья, лепестки мака и лепестки Robinia pseudoacacia. Как можно видеть из моих Études sur le vin (7 стр., 1 изд., 1866), эти опыты Вешана от 1872 года лишь воспроизводят опыты, сделанные уже давно с листьями винограда, лепестками цветов бузины, листьями щавеля и т. п. маркизом Буллион, Фаброни и другими экспериментаторами. Вешан видоизменил эти опыты прошлого столетия, прибавляя гроздья, листья и т. п. в сахарную воду лишь после того, как он продувал углекислый газ в жидкость. Так как брожение все же возникало, то Вешан неправильно заключил, что воздух не имеет никакого прямого влияния ни на образование ферментации на спиртовое брожение. Продувание углекислого газа не могло удалить весь воздух, внесенный веществами, прибавленными к сахарной воде. Именно остаточный воздух, приставший к этим предметам, позволяет образовываться ферментам. Пользуясь случаем, я прибавлю, что это сообщение Вешана от ноября 1872 года начинается с различных утверждений по вопросу о форме клеток спиртрвых Фиг. 64.
314 ЛУИ ПАСТЕР дрожжей заслуживают особого внимания. Это—дрожжи, называемые Saccharomyces pastorianus. Когда эти дрожжи берут из осадка сброженного ими сусла, то они, как и все дрожжи, состоят из овальных или круглых клеток или из коротких члеников. Помещенные снова в такое сусло, они почкуются там таким же образом, как и все обычные дрожжи, образуя почки, отрывающиеся от материнских клеток или члеников, когда они достигают размеров последних. Новый осадок становится тогда похожим на исходный, взятый в качестве закваски, и так далее. Но при определенных, вызывающих истощение условиях, которые легко воспроизводимы и на которые мы точно указывали на предшествующих страницах, клетки совершенно меняют свою способность к почкованию и прорастанию. Каждая клетка, измененная в своем строении условиями, о которых я говорю, становится способной почковаться с удивительной быстротой по всей своей поверхности. В результате получается множество почек, многие из которых дают начало цепочкам разветвленных ветвей. Последние покрываются в разных местах, главным образом в междоузлиях, клетками и члениками, которые, в свою очередь, отрываются и почкуются и дают скоро формы дрожжей, свойственные осадку. Следовательно, Saccharomyces pastorianus обнаруживает черты, связывающие дрожжи с некоторыми плесенями, именно с теми, которые де-Бари называет Dematium. Они находятся обычно на поверхности листьев или валежника и особенно широко распространены на древесине виноградной лозы в конце лета, в момент сбора винограда. Все заставляет думать, что в это время года один или несколько из этих Dematium дают дрожжевые клетки или даже что обычные аэробные грибы Dematium в определенный момент своей вегетации образуют, кроме аэробных клеток и торула, также и другие, анаэробные клетки и торула, т. е. дрожжи спиртового брожения61. Мы приходим, таким образом, к подтверждению предположения большинства авторов, много наблюдавших дрожжи, о том, что эти организмы должны представлять собой органы, оторвавшиеся от более сложного растения. Прибавим еще, что наши Saccharomyces образуют цепочки трубочек, веретенообразных образований, клето'к члеников более или менее грушевидных, необыкновенно напоминающие цепочки трубок и шаровидных клеток или конидий погруженного Mucor racemosus. Таким образом, можно думать, что наш дрожже- видный Dematium сам представляет собою в своих спорах-зародышах орган, оторвавшийся от еще более сложного растения, подобно тому как шаровидные дрожжи принадлежат более сложной плесени Мисог racemosus. Приведем цитату, в которой де-Бари впервые употребляет название Dematium pullulans*. Немецкий естествоиспытатель напоминает сперва мнения Байля, Беркли и Гофмана. Первый считал, что Мисог mucedo превращается в пивные дрожжи; второй—что дрожжи явля- дрожжей при брожении винограда. Я занимался этим вопросом на десять лет раньше и привел соответствующие рисунки в моем сообщении (Quelques faits nouveaux au sujet des levures alcooliques) в Bulletin de la Société chimique de Paris за 1862 год. * Hofmeister. — Handbuch der physiologischen Botanik. II Band, I AM.; В ary (A. d e)—Morphologie und Physiologie der Pilze, Flechten und Myxomyceten . Leipzig, 1866, p. 182.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 315 тотся особым состоянием Pénicillium, третий—что их могут производить грибы очень различной природы, особенно Pénicillium glaucum и Mucor mucedo. Затем де-Бари добавляет: «Я приложил много стараний, чтобы повторить опыты Байля, Беркли и Гофмана, но я никогда не мог получить подтверждения этих данных ни в культурах на предметных стеклах, ни в пробирках с возможно более чистыми реактивами (искусственные растворы и виноградное сусло; споры Pénicillium, Mucor mucedo, Botrytis cinerea и т. п.)». Де-Бари, следовательно, приходит в данном случае как раз к таким же результатам, о которых я сообщил в Обществе любителей науки и в Химическом обществе в Париже в 1861 году и которые я привел в главе IV {примечание на стр. 278). Он продолжает следующим образом: «При такого рода опытах трудно избежать двух источников ошибок. С одной стороны, несомненно, что настоящие дрожжевые клетки распространены повсюду; следовательно, они могут легко проникнуть в жидкость, взятую для опыта, вместе с засеваемыми спорами и вызвать таким образом ошибку*. С другой стороны, существует большое количество грибов, которые образуют аналогичные дрожжам почки, неспособные вызывать брожение; они развиваются частью из спор, как это наблюдается у Exoascus, частью же и из мицелия. Этот последний случай свойственен в особенности очень распространенной форме гриба, который близок к Demaiiaceae и Sphaeriaceae и который, чтобы дать ему имя, я назову Dematium pullulans». Я закончу замечанием, которое, несомненно, должно было притти в голову читателю. Невозможно было бы ставить опыты, о которых шла речь в этом параграфе, если бы мы не имели дела с чистыми дрожжами или, по крайней мере, со смесями, достаточно хорошо известными, чтобы можно было определить роль каждого отдельного элемента в наблюдаемых явлениях. Как поддерживать годами в культуре осадок дрожжей в сахарной воде или во влажном воздухе, если это маленькое растение смешано со спорами плесеней, различными организованными ферментами, зародышами бактерий, вибрионов или других инфузорий? Все эти посторонние организмы стали бы быстро развиваться в условиях среды, более или менее благоприятных для их развития, и через день-другой наши баллоны кишели бы многочисленными организмами, которые в большинстве случаев затемняли бы данные, относящиеся к тем организмам, которые * Распространение дрожжевых зародышей, как можно убедиться из наблюдений главы III, не так велико, как это здесь предполагает де-Бари. См. также факты, изложенные в моем мемуаре от 1862 года Sur les corpuscules organisées qui exictent dans Patmosphère, p. 49. Только в лабораториях, в которых ведутся исследования брожений, или в других подобных местах, погребах, подвалах, пивоваренных заводах, воздух содержит во взвешенном состоянии настоящие дрожжевые клетки, готовые прорасти в сахаристых средах. Если же отвлечься от этих особых условий, то дрожжи особенно распространены лишь на поверхности плодов и на ветках несущих эти плоды деревьев, кроме того, быть может, и на других растениях. Взвешенная в воздухе пыль редко вызывает брожение в чистом сусле, даже если были приняты всевозможные меры предосторожности, чтобы никакие особые обстоятельства не помешали возникновению его. Брожение может маскироваться плесенями, когда при малом количестве сахаристой жидкости имеется много воздуха.
316 ЛУИ ПАСТЕР надлежало изучать в отдельности. Нам нужно будет, следовательног рассмотреть в одном из следующих параграфов приготовление дрожжей в чистом виде. Здесь же мы можем констатировать, что дрожжи в их обычном состоянии представляют собой скопления клеток, столь легко портящихся, что их невозможно сохранить во влажном состоянии. Зимой после нескольких дней, летом после 24 часов они уже обнаруживают все признаки начинающегося гниения и теряют при этом свои свойства. В чистом виде дрожжи переносят годами самую сильную летнюю жару, не испытывая йи малейших гнилостных изменений и не теряя своей способности к размножению. Ни один посторонний организм на них не появляется. Перед лицом таких фактов не является ли химерой гипотеза о самопроизвольном зарождении! Не приговор ли это также и гипотезе о возможности превращения'дрожжей в Pénicillium glaucum, в бактерии, вибрионы и обратно, как этого требуют теории Тюрпена Гофмана, Беркли, Трекюля, Галлира и Вешана!... § 2. О ТАК НАЗЫВАЕМЫХ САМОПРОИЗВОЛЬНО ЗАРОЖДАЮЩИХСЯ ДРОЖЖАХ Выражение самопроизвольно зарождающиеся дрожжи может быть применено ко всяким дрожжам, появляющимся в бродящей жидкости, не засеянной этими дрожжами. С этой точки зрения к самопроизвольно зарождающимся дрожжам должны быть отнесены дрожжи, о которых говорилось в предыдущем параграфе, дрожжи всех сахаристых соков, которые бродят после того, как их оставляют стоять некоторое время, например, дрожжи вина. Однако такое название неправильно по существу. В конце концов и в этих случаях все же происходит как бы настоящий засев. Мы ведь установили, что для того, чтобы в соке возникло брожение, он непременно должен притти в соприкосновение с поверхностью плодов. Вот почему, хотя порою мне случалось относить слова «самопроизвольно зароню- дающиеся дрожжиъ к дрожжам плодов, в настоящем параграфе я буду применять это выражение только к дрожжам, появляющимся в забродивших при доступе воздуха сахаристых жидкостях, в которых были предварительно уничтожены путем кипячения все зародыши микроскопических организмов. Единственной причиной появления в них дрожжей является пыль воздуха. Это и есть типичное самопроизвольное брожение; о дрожжах этого брожения я буду здесь говорить. В моих длительных и разносторонних исследованиях о превращении Mycoderma vini (или пленки цветения вина или пива) в настоящие спиртовые дрожжи, возможность которого я сначала признавал, а затем, в результате более точных опытов, отверг (§2, гл. IV), я имел случай много раз наблюдать самопроизвольное брожение в различных сахаристых жидкостях. Ход опытов описан выше. Образовавшиеся на поверхности перебродившей или не перебродившей жидкости пленки Mycoderma vini iimicerevisiae погружают в сусло; затем это сусло переливают в баллон с длинным горлышком, где через несколько дней и возникает, обыкновенно, спиртовое брожение. Такое брожение никоим образом нельзя приписать превращению клеток Mycoderma vini в дрожжи. Пленка микодермы является
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 317 лишь переносчиком зародышей дрожжей, находившихся в пыли лабораторного воздуха и развивающихся между клетками погруженной в жидкость микодермы в подлинные спиртовые дрожжи. Я вызывал, значит, при таком способе действия самопроизвольное брожение, зародыши которого могли попасть только из атмосферной пыли. При 400 1 Фиг. 65. Таблица XII. Дрожжи в начале самопроизвольного брожения. этих брожениях, за которыми я с момента их возникновения следил чрезвычайно внимательно в микроскоп, отыскивая признаки превращения* Mycoderma vini в дрожжи, существование которого я в то время признавал, обычно в первые дни развивались крупные, удлиненные, разветвленные дрожжи (таблица X, см. выше), а вслед затем мелкие дрожжи (таблица XI, см. выше)*. Я приведу лишь один пример. В первых числах марта 1872 года культивировали в плоской кювете на пивном сусле происходящую * В этих опытах иногда появляются дрожжи apiculatus, но значительно реже, нежели Saccharomyces pastorianus. Встречаются здесь также и эллипсоидальные дрожжи. Если бы эти опыты могли быть произведены при свободном доступе воздуха, то, вероятно, оказалось бы большее количество разновидностей дрожжей. Но насекомые и всякого рода пыль, приносимая ветрами, делают опыты в этих условиях трудными и ненадежными. В лаборатории нет этих неудобств. К несчастью, обыкновенно выполняемые там работы дают результатам опытов менее общий характер, чем если бы они были сделаны при свободном доступе деревенского воздуха.
318 ЛУИ ПАСТЕР из вина Mycoderma vini. 6 марта пленка погружена, и все содержимое перенесено в длинногорлый баллон^ наполненный доверху. 9 марта обнаруживается начало брожения. 12-го зарисовываются дрожжи, осадка, которые изображены на таблице XII (фиг. 65). Это большие и длинные, ветвистые дрожжи, более или менее грушевидные, которые появляются в начале брожения кислого и сахаристого сусла наших: домашних фруктов. 16 марта—новая зарисовка осадка, в котором количество клеток в виде длинных члеников и в виде трубок, напоминающих мицелиальные трубки типичных плесеней, значительно уменьшилось. Наоборот, преобладают клетки овальные, круглые, в виде коротких члеников. В этот день, 16 марта, вновь прибавлено пивное сусло к тому, которое бродило, чтобы удлинить срок брожения и увеличить количество дрожжей. 19 марта снова был сделан рисунок, который мы также не сочли нужным воспроизвести и который изображал более правильные и однообразные дрожжи. Дрожжи самопроизвольного' брожения очень часто представляют собою, стало быть, те_ самые крупные дрожжи, которые в, результате последовательно повторяющейся при брожении смены поколений превращаются мало-помалу, в дрожжи, называемые мною вслед, за д-ром Реесом Saccharomyces pastorianus. Это полиморфные дрожжи, с которыми наблюдатель должен быть хорошо знаком, чтобы не смешать их с другими. Они распространены так широко, что только вочень редких случаях не примешиваются ко всяким дрожжам, открытым доступу воздуха, по крайней мере в лаборатории, где производятся исследования по брожению. То же самое наблюдалось и с дрожжами, применявшимися на одном пивоваренном заводе. Существует, без сомнения, несколько разновидностей таких дрожжей. Среди дрожжей самопроизвольного брожения, получивших в результате повторных культур более или менее однородный вид, встречаются иногда формы гораздо меньшего размера. Реео поэтому различает форму Saccharomyces exiguus. Фиг. 66 изображает дрожжи самопроизвольного брожения другого рода. Они развились в прокипяченном соке и начали бродить- при доступе лабораторного воздуха. На рисунке изображены дрожжи сразу по возникновении брожения. Вероятно, это еще только одна иа начальных форм вида Saccharomyces pastorianus или какой-либо из его разновидностей. Спиртовые дрожжи смешаны, как мы видим, с другими мелкими нитевидными дрожжами, вероятно, молочнокислыми. Дрожжи самопроизвольного орожения никогда не бывают чистыми,, что легко понять, вспомнив данные, изложенные в главах III и IV. § 3. О ДРОЖЖАХ ВЕРХНЕГО И НИЖНЕГО БРОЖЕНИЯ62 Дрожжи, о которых шла речь в предыдущих параграфах, не имеют, строго говоря, промышленного значения. В настоящее время, дрожжи плодов или самопроизвольного брожения не применяются
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 319 для засева ни в одном производстве. Конечно, они вызывают брожения, в результате которых получается вино, сидр, ром, мед и т. д., но эти брожения самопроизвольны; они совершаются без участия человека, который не направляет происходящих процессов и нисколько не заботится об их возбудителях. Совершенно иначе обстоит дело с производством пива. Пивное сусло никогда не предоставляется самопроизвольному брожению. Брожение в нем вызывают путем внесения дрожжей, полученных при предшествовавшем брожении или взятых с другого пивоваренного завода, заимствовавшего их, в свою очередь, от третьего, и так далее, вплоть до древнейшего пивоваренного завода. Пивовар никогда не приготовляет своих дрожжей сам. Я уже имел случай говорить, что как прежде, так и теперь обмен дрожжами представляет собою широко распространенный во всех странах обычай. Дрожжи, которые в настоящее время служат для производства пива на пивоваренных заводах Нанси, Страсбурга и других городов, происходят из пивоварен, о которых трудно сказать, где и когда они существовали. На древнейшей пивоварне, несомненно, пришлось воспользоваться дрожжами из самопроизвольно забродившей вытяжки ячменя или другими самопроизвольно зародившимися дрожжами. Нет ничего легче, как снова осуществить такой способ получения дрожжей. В пивном производстве различают два вида брожения—верхнее и нижнее (см. главу I). Были ли дрожжи в древнейшем пивоварении верховыми или низовыми, и какие дрожжи могут получиться при самопроизвольном брожении пивного сусла в настоящее время? Наблюдения, произведенные над самопроизвольным брожением пивного сусла, позволяют заключить, что при этом получаются дрожжи, более или менее похожие на дрожжи вина. При самопроизвольном брожении пивного сусла мне никогда не приходилось получить ни настоящих верховых, ни настоящих низовых дрожжей в отдельности. С поверхности плодов я тоже не получал пригодных для производства пива дрожжей. Откуда же взялись в производстве верховые и низовые дрожжи? Каково их происхождение? Я не сумею сказать этого. Но я думаю, что мы имеем здесь дело с новым примером расовых изменений растений и животных, сделавшихся, благодаря долговременному приручению, наследственными. Мы не знаем хлебных злаков в диком состоянии, нам неизвестно, каково было их первое зерно. Нам неизвестен также шелковичный червь в диком состоянии, и мы не* имеем представления о свойствах расы, которая дала его первое яичко. Все сказанное заставляет предположить, что Еерховые дрожжи отличаются от низовых дрожжей и обе эти разновидности отличаются от дрожжей самопроизвольного брожения и от тех, которые встречаются на плодах. Это предположение заслуживает полного внимания, так как обычно считают, что между дрожжами нет определенных границ, что их морфологические различия обусловливаются различиями среды и что они легко переходят друг в друга. Приводимые ниже факты противоречат такой точке зрения. Верховые дрожжи. На фиг. 67изображены верховые дрожжи из осадка по окончании брожения. На фиг. 68—те же дрожжи в период их развития в пивном сусле при доступе воздуха. При сравне-
320 ЛУИ ПАСТЕР нии верховых дрожжей с другими спиртовыми дрожжами при том же увеличении нас поражают три особенности: несколько больший диаметр клеток, более зернистое содержимое их и характер почкования, при котором почкующиеся клетки располагаются пачками или ветвями. Фиг. 68 дает верное представление об этом. Чтобы получить правильное представление о характерном для верховых дрожжей вет: вистом расположении почкующихся клеток, надо рассматривать их в первые часы развития, когда под влиянием растворенного в жидкости кислорода жизнедеятельность их достигает максимума. Позднее, часто на другой же день после внесения дрожжей, отдельные группы клеток обособляются, а к концу брожения клетки совсем отделяются друг от друга: только 2—3% их остается соединенными, и то не больше, чем по две* (фиг. 67). Чтобы дать представление о быстроте размножения дрожжей, отмечу условия, при которых был сделан рисунок (фиг. 68). 28 апреля 1874 1® @ ш А 50 Фиг. 67. Фиг. 68. года в баллон с пивным суслом внесено незначительное количество верховых дрожжей. На другое же утро, через четырнадцать часов, образовался значительный осадок дрожжей, и началось брожение с образованием пены. 1 мая пиво сливают, заменяя его 10% раствором сахара, который 2 мая заменяется новым. 3 мая в полдень из баллона, в котором продолжается брожение, берут немного дрожжей и вносят в новый баллон с пивным суслом; через пять часов дрожжи зарисовывают. Все поле зрения покрыто пачками ветвисто расположенных дрожжей. Группы их срисовывались точно, с натуры. Такая усиленная деятельность обусловливается состоянием дрожжей и пригодностью питательной среды для их развития. В растворе сахара почкование клеток происходит далеко не так усиленно: разветвленных скоплений клеток не встречается. Большинство клеток, впрочем, в этом случае почкуется, но на отдельной клетке образуется не больше одной-двух почек. Брожение в чистом растворе сахара является, главным образом, результатом продолжающейся жизни уже ранее образовавшихся клеток. Оставим наши дрожжи в избытке сахарного раствора на очень долгое время до полного истощения и будем наблюдать затем за их регенерацией, чтобы убедиться, не встречаем ли мы и тут фактов, аналогичных тем, которые мы видели у Saccharomyces pastorianus (стр. 305 и следующие). С этой целью 6 мая 1874 года в два новых баллона с раствором сахара производят засев дрожжей из описанного выше баллона,
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 321 в который 2 мая был налит свежий раствор сахара. 13 мая сливают жидкость одного из новых баллонов, содержащую еще много сахара, но почти совсем еще не начавшую бродить из-за ничтожного количества внесенных дрожжей, и заменяют ее пивным суслом. Замечательно, что уже с утра 14-го в жидкости наблюдается значительное развитие дрожжей и на поверхности ее образуется пена. Значит, дрожжи не были мертвы, хотя и потеряли способность к брожению. Регенерация этих дрожжей не дает ничего особенного. Вытянутых форм дрожжей совершенно нет. Мы видим ветвистые группы верховых дрожжей с округлыми клетками, и ничего больше. Опасаясь, что дрожжи не были истощены недостаточно долгим пребыванием в растворе сахара, я оставил второй баллон на целый год. 16 мая 1875 года я слил раствор сахара и заменил его пивным суслом, но на этот раз дрожжи не стали развиваться, они погибли. К счастью, я сохранил также баллон с дрожжами и раствором сахара от 2 мая 1874 года, о котором я говорил выше и в котором дрожжи не потеряли своей жизнеспособности, вероятно, как мы увидим, вследствие образования тех форм, которые ниже я буду называть аэробными дрожжами. 16 мая 1875 года я сливаю жидкость из этого баллона и заменяю ее пивным суслом. На другой день поверхность покрывается тонкой пеной, свидетельствующей о том, что брожение началось. Под микроскопом не видно ничего особенного, ничего такого, что указывало бы на образование каких-либо особых дрожжей, и чтобы убедиться в том, что дрожжи остались верховыми, я вношу их 19 мая в новый баллон с суслом. Через семь часов я уже вижу там великолепные разветвленные группы без единой вытянутой в длину клетки. Лучше развившихся верховых дрожжей с более ясно выраженными особенностями нельзя себе представить. Т^аким образом, верховые дрожжи ни при каких обстоятельствах не принимают формы и характера Saccharomyces pastorianus или других известных нам дрожжей. Мы имеем, значит, право считать их дрожжами sui generis (вполне своеобразными). Это мнение подтверждается еще следующими фактами. 1. При одинаковых количествах сахарного сусла выход верховых дрожжей значительно больше, чем выхода других дрожжей. Для того, чтобы убедиться в этом, можно обойтись даже без точных определений. Если мы поставим бродить два равных объема сусла, засеяв один Saccharomyces pastorianus, а другой—верховыми дрожжами,· то увидим, что к концу брожения объем верховых дрожжей будет заметно больше, в некоторых случаях—в пять или шесть раз. 2. Верховые дрожжи более пластичны. Это видно из простого наблюдения. При взбалтывании осадка верховых дрожжей в сброженной жидкости получаются сгустки, разбить которые трудно. Saccharomyces pastorianus равномерно распределяется по всей массе жидкости. 3. Верховые дрожжи дают особое пиво со своеобразным вкусом, хорошо знакомым потребителям. Это пиво в настоящее время не нравится, что и вызывает постепенную замену прежних пивоваренных заводов, применявших верхнее брожение, новыми, пользующимися низовыми дрожжами, о которых будет речь ниже. 4. Наконец, одна из особенностей верховых дрожжей, свойственная также некоторым другим дрожжам и с практической точки Л. Пастер. *1
Ш2 ЙУИ JÏAdTÊP фения заслуживающая отдельного упоминания, состоит в том, что #ô ЕреЫя брожения верховые дрожжи всплывают на поверхность Яотдкости. В бочках они вытекают через шпунтовое отверстие и в большем количестве выливаются наружу. Дрожжи, называемые дрожжами Пастера, так же, как и низовые дрожжи, подобным свойством не обладают. Они остаются на дне сосуда. Если верхнее брожение происходит в неполных чанах, дрожжи образуют мощный слой, как бы шапку на поверхности пива. Эти особенности сказываются даже при брожении в самых незначительных количествах жидкости. В наших баллонах, где объем сусла не превышает 100 и 150 куб. см, по окончании бурного брожения и исчезновения пены на 1—2 см над уровнем жидкости на стенках оседают остатки поднятых пеной ДроЖжей в виде отдельных скоплений или тонкого слоя. Низовые дрожжи. В то время как брожение верховых дрожжей происходит на пивоваренных заводах при довольно высокой температуре, от 16 до 20°, низовые дрожжи бродят при температурах, не превышающих 10° и даже лучше—при 6, 7 или 8°. При такой низкой температуре верховые дрожжи не проявили бы сколько- нибудь заметной деятельности. Низовые же дрожжи предпочитают, напротив, низкие температуры. В моем мемуаре о спиртовом брожении (Annales de jzhimie et de physique, 1860) я, не имея еще тогда специальных наблюдений, поддерживал мнение о тождестве этих двух сортов дрожжей. · Более тщательное изучение заставляет меня думать, напротив, что они отличаются друг от друга. Сколько бы времени ни оставляли мы верховые дрожжи при самой низкой температуре, которую они йгогут выдержать, сколько бы раз мы ни культивировали их в этих условиях, как бы ни поднимали мы, с другой стороны, температуру Для низовых дрожжей, нам никогда не удастся превратить первые !во вторые и наоборот, если только, конечно, и те и другие находятся β совершенно чистом состоянии. Если они были смешаны, то, в зависимости от изменения условий, появились бы одни или другие из них, что могло бы послужить поводом к признанию возможности их превращений. Пивовары держатся, в общем, другого мнения. Они признают обыкновенно, что низовые дрожжи, культивируемые при высокой температуре, переходят в верховые и что верховые дрожжи повторными культурами при низкой температуре можно превратить в низо- вЬге. Многие говорили мне, что им удавалось установить этот факт. Я думаю, что успех такого превращения был только кажущимся и что его следует приписать, как я уже указал, тому, что оба сорта дрожжей были смешаны друг с другом. Митчерлих* и другие ученые после него утверждали, что верховые дрожжи размножаются почкованием, тогда как у низовых, наоборот, из клеток выпадают вследствие разрыва тельца, которые вырастают в обыкновенные клетки. Я не мог установить ничего подобного. Фиг. 69 изображает микроскопическую картину низовых дрожжей, взятых из осадка, образовавшегося в чане по окончании бро- * Mitscherlic h.—Ueber die Gâhrung. Annalen der Physik, 59, 1843, p. 94—101.—Sur la fermentation, Journal de pharmacie, 4, 1843, p. 216—224.
жюлвдавдщш о пиве 323 жения пива. Находящиеся среди клеток зернышки совершенно аАорф- ны, хфтя многие из них имеют правильную шаровидную форму. Это—посторонние дрожжам образования (см. № 7 таблицы I, стр. 203). Вместе с такого рода осадками могут встречаться и верховые и всякие другие пивные дрожжи. Нет никакого сомнения в том, что неточные наблюдения послужили причиной уже упомянутого мною заблуждения относительно особого способа размножения низовых дрожжей, по поводу которого я уже высказывался выше (см. стр. 291). Сравнивая рисунки (фиг. 69 и фиг. 68), мы видим, что по своему общему виду низовые дрожжи прежде всего отличаются, хотя и не особенно резко, от верховых меньшим объемом и менее округлой формой клеток. Впрочем, от неособенно опытного взгляда разница эта может и ускользнуть. В осадках низовых дрожжей после брожения встречаются, как и в осадках верховых, только разобщенные одиночные клетки; парных клеток в них также бывает не больше 2—3%. Более резкие различия между этими двумя сор- тамидрожжейзаключаются, как Фиг. 69. Фиг. 70. 28 мая 1875 года я вношу ничтожное количество чистых низовых дрожжей с обособленными клетками сразу по окончании брожения в баашон с пивным суслом, 29 мая, через шестнадцать часов после этогод при ночной температуре в 15° я зарисовываю дрожжи в tq время, когда развитие их еще незаметно для простого глаза. Только 3Θ мая развитие делается заметным. На дне жидкости появляется осадок, а на поверхности—пена. Достаточно взглянуть на фиг. 70, чтобьд увидеть значительную разницу, по сравнению с размножением клеток верховых дрожжей. Помимо того, что клетки низовых дрожжей представляются, как мы уже указывали, несколько менее крупными и более овальными, ветвей при почковании образуется далеко не так много, и мы не замечаем того количества собранных в пачки клеток, которое, если произвести наблюдение во-время, так поражает наблюдателя при развитии верховых дрожжей. Дадим низовым дрожжам состариться, оставив их на более или менее продолжительный срок в отбродившем пиве, или доведем их до истощения пребыванием в течение нескольких месяцев в растворе сахара, взятом в гораздо большем количестве, чем то, которое ими может быть сброжено. Заставим их регенерировать и размножиться в сахаристом сусле при доступе воздуха,—они снова примут вид, который только что зарисован и описан. Самое большее, в отдельных культурах будет наблюдаться незначительная разница в размере клеток, 21*
324 ЛУИ ПАСТЕР С производственной точки зрения эти дрожжи замечательны тем, что не всплывают на поверхность, какова бы ни была температура, 6 или 8°, 15 или 20° С. Другими словами, они не поднимаются вследствие бурного образования углекислого газа. По окончании брожения поверхность жидкости и боковые стенки сосудов выше ее уровня остаются чистыми, не покрываются дрожжами, оседающими целиком на дно. Вес низовых дрожжей на тот же объем жидкости всегда меньше, чем верховых, но больше, чем Saccharomyces pastorianus. Наконец, пиво низового брожения гораздо более удовлетворяет потребителя по своему вкусу и качеству, чем пиво, изготовленное на других дрожжах. § 4. О СУЩЕСТВОВАНИИ Й ПОЛУЧЕНИИ ДРУГИХ СОРТОВ ДРОЖЖЕЙ Если не считать группы Мисог, нам известны в настоящее время следующие дрожжи спиртового брожения: 1) так называемые дрожжи Пастера, встречающиеся среди дрожжей винограда, домашних плодов и многих вообще диких дрожжей; 2) пивные дрожжи верхнего брожения; 3) пивные дрожжи нижнего брожения. Сюда же следует присоединить обычные дрожжи вина, в том числе дрожжи apiculatus, которые имеют небольшое практическое значение, так как они в процессе самопроизвольного сбраживания плодов быстро вытесняются другими, более жизнеспособными дрожжами. Этим еще не исчерпываются все дрожжи спиртового брожения. По всей вероятности, новые виды их будут открыты при исследовании дрожжей, находящихся на поверхности плодов, семян и стеблей растений в различных странах. Я прихожу к убеждению, что одни и те же дрожжи могут дать начало множеству других. Опыты, проведенные мною в данном направлении, не подвинулись еще достаточно вперед, поэтому я позволю себе выразить лишь самый принцип. Дрожжи состоят из совокупности клеток, отличающихся индивидуальными особенностями. Каждая из клеток обладает видовыми или расовыми признаками, свойственными также соседним клеткам, но сверх того, имеет собственные признаки, которыми она отличается от других клеток и которые она способна передавать будущим поколениям. Таким образом, если из определенных дрожжей удается изолировать различные клетки и культивировать их отдельно, то можно получить соответствующие количества дрожжей, которые, очевидно, будут отличаться друг от друга в силу того, что каждые из них будут обладать индивидуальными свойствами исходной клетки. Чтобы испытать на практике реальность этого положения, высушим какие-либо дрожжи и превратим их в тонкую пыль. В § 6 главы III мы узнали, что подобное воздействие вполне допустимо и что такая пылеобразная смесь дрожжей с гипсом очень долго сохраняет способность к размножению. Далее, дадим упасть с достаточно большой высоты облаку этой пыли и на определенном расстоянии снизу откроем несколько баллонов, лишенных воздуха и содержащих способную бродить жидкость, предварительно, подвергшуюся кипячению. После этого закроем тут же каждый сосуд. При этом может случиться, что дрожжевые клетки, рассеянные в сильно разреженном при падении облаке,
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 325 цроникнут изолированно в некоторые из сосудов и дадут начало достаточно значительной навеске дрожжей, все клетки которой будут происходить от одной материнской клетки. Я констатировал, что при этих условиях баллоны заражаются легко, и мои первые наблюдения, хотя и неполные, подтверждают мысль о возможности получения подобным путем многочисленных разновидностей дрожжей. Дикие дрожжи самопроизвольного брожения в собственном смысле этого слова, о которых я уже говорил, появляются в результате подобных заражений. Зародившись в жидкостях, подвергнутых кипячению и оставленных открытыми в соприкосновении с воздухом в местах, где имеются дрожжевые клетки, эти дрожжи достаточно часто должны происходить из единичных или очень немногих клеток. Возможно, что это явится также средством для создания различных рас дрожжей. Не останавливаясь больше на практических следствиях излагаемых мною идей, перехожу к ознакомлению с двумя новыми типами дрожжей спиртового брожения, значительно отличающимися от упомянутых выше. Новые верховые дрожжи. Эти дрожжи встретились мне при следующих случайных обстоятельствах. 12 февраля 1873 года в моей лаборатории был приготовлен чан с 2,5 до пивного сусла. 10 л этого сусла были перенесены в жестяной бак для охлаждения. Из этой партии, остававшейся в течение ночи в свободном соприкосновении с воздухом в лабораторном подвале, где была устроена маленькая опытная пивоварня, на следующий день была взята отдельно полная бутылка сусла. В последующие дни сусло в бутылке оказалось измененным. На поверхности появились различные образования, а на дне осадок дрожжей. Ввиду замеченных пузырьков газа и продолжавшегося в закупоренной бутылке брожения возникло опасение, что вследствие чрезмерного внутреннего давления бутылка лопнет. Поэтому 23 мая пробка была вынута. Тотчас же последовало значительное выделение газа, сопровождавшееся объемистой пеной, наполовину опорожнившее бутылку. Микроскопическое исследование осадка мутной жидкости позволило обнаружить между различными организмами очень гомогенные дрожжи, которых я до того среди, попадавшихся мне для изучения диких дрожжей не встречал. Полагая, что это новые дрожжи и что они, возможно, дадут новое, еще неизвестное пиво, я занялся в течение мая, июня и июля их очисткой и культивированием в сосудах с чистым суслом. Такие культуры от 4 августа 1873 года были сохранены с тем, чтобы убедиться в чистоте пива и, тем самым, дрожжей. Эта чистота была действительно установлена 15 ноября. Тогда-то и было приготовлено пиво на этих дрожжах, остававшихся в течение многих месяцев в соприкосновении с чистым воздухом. Это пиво не походило ни на один из известных сортов. Следовательно, дрожжи оказались специфическими, отличными от прочих дрожжей, а именно от* тех, которые нас занимали в этой главе. Фиг. 71 изображает молодую культуру этих дрожжей. По своей овальной форме, по способу почкования и по размерам эти дрожжи обнаруживают большую аналогию с низовыми дрожжами, что вытекает, например, из сравнения этого рисунка с фиг. 70 на стр. 323.' То$ же фаьст, что они подымаются наподобие верховых дрожжей^
323 луег ШЁФНЙР отличает' их существенно от низовых дрожзйей. Увлекаемые газавшт оци, образуют на поверхности бродящей жидкости слой, сохраняющийся и после того, как пена спадет. Часть этой дрожжевой шанки покрывает также и боковые стенки чана поверх уровня жидкости. В общем, своей более правильной формой и однородностью клеточных размеров эти дрожжи отчетливо отличаются от Saceharomyces' pastorianus. G верховыми дрожжами их нельзя смешивать из-за овальных, а не круглых очертаний и из-за гораздо менее выраженной, чем у верховых дрожжей, ветвистости клеточных цепочек. Способностью подниматься они совершено отличаются от низовых дрожжей. Наконец, вкусом^ получаемого пива они отличаются от всех прочих дрожжей. Эти дрожжи, которые %я встретил случайно, могли бы быть внедрены в производство. Не имеются ли они уже и в настоящее время в производстве? Я склонен этому верить. После войны 1870 года венские коммерсанты построили в Maîsons-Alfort близ Парижа дрожжевой завод для нужд хлебопечения. Смесь ржаной, кукурузной и ячменной муки осахаривается солодом и подвергается далее сбраживанию. Мне однажды представился случай изучить дрожжи, выпускаемые этим заводом. Хотя я не подверг их достаточно Фиг. 71. многочисленным и систематическим наблюдениям, чтобы утверждать это с полной уверенностью, но у меня составилось впечатление, что дрожжи из Maisons- Alfort являются верховыми дрожжами, отличными от дрожжей верхнего брожения в собственном смысле этого слова, и что они обнаруживают большое сходство с верховыми дрожжами, о которых я только что говорил. Было бы интересно подтвердить предположение об их возможной идентичности путем нового исследования, и с этой целью лучше всего сравнить качество пива, приготовленного на обоих сортах этих дрожжей. : Творожистые дрожж и63. Я называю творожистыми (причина сейчас станет ясна) дрожжи, с которыми меня опять столкнул случай. Я испытал несколько способов очистки дрожжей и в результате пришел к жидкой среде следующего состава: Обычное пивное сусло 150,0 куб. см Насыщенный раствор кислого виннокислого калия 50,0 » » Спирта 90° ' 25,0 » » Эта жидкость подвергалась кипячению в моих баллонах с дв^мя горлышками, охлаждалась и после этого засевалась теми или иными дрожжами. После засева баллон в течение часа выдерживался на водяной бане при 50°. Если в этих условиях имеют дело с верховыми дрожжами, например, с хорошо известными и в винокуренном производстве так называемыми голландскими дрожжами, то брожение обнаруживается через несколько дней, несмотря на повышение температуры, которому подверглась эта охмеленная, слегка кислая и содержащая спирт жидкость. Время/потребшэе для возникновения брожения, зависит как от температуры, так и от продолжительности этого нагревания/
исследования α ПИВЕ m Однако не в этом заключаются те обстоятельства, на котсрьде я хо^у обратить сейчас особое внимание. Гораздо более достойно внимация то, что новые дрожжи совершенно не имеют свойств верховых дрожжей, из которых голландские дрожжи как будто исключительно и состоят, если только не принимать в расчет загрязнений, присущих продажному продукту подобного рода. Другие образцы голландских дрожжей дали тот же результат. Фиг. 72 и 73 изображают новые дрожжи при обычном для дрожжей увеличении, именно в 400 раз. Мы видим, насколько форма их отлична от формы верховых дрожжей и насколько мало им присуща шаровидная форма и свойственный верховым дрожжам способ почкования. На рисунках справа мы видим дрожжи в массе, слева—ветвистые группы, клеточки и членики, которые после разъединения образуют дрожжевой осадок. Таким образом, дрожжи слагаются Фиг. 73. Фиг. 72. из ветвей, состоящих из более или менее длинных члеников, образующих в местах сочленений новые подобные же членики или клетки круглой, овальной, грушевидной, цилиндрической или иной формы, Мы здесь опять сталкиваемся с общим типом Dematium. Эти шарики и членики обладают более выраженными, чем у большинства дрожжей, резкими контурами, большей просвечиваемостью и преломляемостью. Но наиболее любопытным физическим свойством этих дрожжей является их, если можно так выразиться, пластичность и эластичность. Их с трудом удается развести в воде. При встряхивании с водой они тут же падают на дно, подобно творожистому осадку; при этом вода сверху остается лишь едва заметно взмученной немногими взвешенными клеточками. Будучи сжаты под покровным стеклышком на предметном стекле, они вновь возвращаются к прежнему состоянию. По всем этим причинам я назвал их творожистыми дрожжами. Наконец, дрожжи эти дают особое пиво, которое нельзя смешивать с другими, известными в настоящее время сортами. Должен прибавить, что они сохраняют свои свойства при дальнейших пересевах и что я никогда не видел, чтобы они давали обычные верховые дрожжи. Если творожистые дрожжи высеять в минеральную, содержащую сахар среду, то их вид, форма и способ почкования будут полностью отличаться от тех же свойств в какой-либо естественной среде (например, в пивном сусле), пригодной для питания и жизни дрожжей. Фиг. 74 изображает эти дрожжи в период размножения, через 48 часов после засева в минеральную среду (это был раствдр Родеда^
328 ЛУИ ПАСТЕР sv&P в котором азотнокислый аммоний был замещен кислым виннокислым аммонием). Мы видим, насколько их общий вид отличается от такового на предыдущих рисунках. Но они снова принимают прежнюю форму, как только их начинают опять выращивать в натуральном сахаристом сусле. Верховые дрожжи одного Арденского пивоваренного завода верхнего брожения, прогретые в описанных выше условиях, также· дали мне творожистые дрожжи, без всяких следов верховых дрожжей, совершенно подобно тому, как это произошло с голландскими дрожжами. Повидимому, все производственные верховые дрожжи ведут себя одинаково. Какой же вывод следует из этих фактов? Повидимому, тот, что верховые дрожжи изменяются под действием нагревания в кислой и содержащей спирт среде и дают начало творожистым дрожжам. Но наравне с этим можно также предпо- oji jS ложить, что производственные верховые %Ъ> *д ^о3 Дрожжи, с которыми мы имели дело, со- & <Х держали в качестве примеси творожистые %о & &9 ^ дрожжи и что под влиянием температуры ^ ^9 nQ С$) в 50° верховые дрожжи в нашей содержа- о с£р щей спирт жидкости погибли целиком, а $ Ър csQ творожистые дрожжи уцелели. Замечает, '■· (wf Щ тельно, что именно последняя гипотеза, ^ η о кажущаяся неправдоподобной, ибо микро- <£Ь О скоп не обнаруживает смеси дрожжей, ° ° отражает, повидимому, истинное положе- Фиг. 74. ние вещей. В самом деле, если в упомянутой среде нагревать в течение часа при 50° не продажные верховые дрожжи, а совершенно чистые верховые дрожжи, то они погибнут полностью, и пивное сусло после охлаждения может годами оставаться в термостате, не давая ни брожения, ни развития верховых или творожистых дрожя&й. Напротив, если засеять творожистыми дрожжами ту же содержащую спирт жидкость и нагревать сосуд при 50° в течение часа, то после охлаждения творожистые дрожжи вновь регенерируют*. Таким образом, предположение о том, что творожистые дрожжи возникают путем превращения верховых дрожжей, оказывается неприемлемым. Мы поэтому приходим к выводу, что творожистые дрожжи в предыдущих опытах должны были возникнуть благодаря наличию клеток самих творожистых дрожжей в продажных верховых дрожжах. Этих клеток микроскоп, несомненно, в силу их небольшого количества, не в состоянии был обнаружить, но клетки эти существовали и одни только и размножались после нагревания. Следующий факт подтверждает это заключение и, сверх того, доказывает, что творожистые дрожжи могут играть весьма существенную роль в английском пиве верхнего брожения—пэль-эль (pale- * Тем не менее, не следует подвергать нагреванию в описанных условиях очень молодые творожистые дрожжи, например, когда они начинают размножаться· в первые дни после засева. В этом случае они могут погибнуть, несомненно„ вследствие нежности тканей. К концу брожения и даже много месяцев спустя они без ущерба переносят температуру в 50° и не погибают. Низовые дрожжа в названной среде также противостоят температуре в 50°.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 329 ale). Я засевал, все в ту же среду, осадок из бутылки хорошего английского pale-ale. После нагревания дрожжи размножались, и я получил очень хорошие творожистые дрожжи, представленные на фиг. 75. Две затушеванные клетки являются мертвыми и неспособными к размножению. Сверх того, там же видны две мелкие клеточки молочнокислых дрожжей. Высеянные дрожжи, естественно, не были чистыми. Это, кстати, доказывает и то, что и молочнокислые дрожжи также противостоят в упомянутой среде нагреванию при температуре в 50°. Засеянные дрожжи представлены на фиг. 76 и очень напоминают некоторые формы творожистых дрожжей. Среди полупрозрачных очень молодых клеток некоторые были старыми, желтоватыми, зернистыми. Эти-то клетки, возможно, и относятся к заводским дрожжам. Однако по форме они отличаются от верховых дрожжей в собственном смысле этого слова и, наоборот, близки к тем из еновь образовавшихся дрожжей, которым разлитое в бутылки пиво, несомненно, обязано своим газом и пеной. Все эти данные приводят к заключению, что творожистые дрожжи входят в состав неко- О " О, Фиг. 75. Фиг. 76. торых промышленных дрожжей, и именно в состав pale-ale знаменитых пивоваренных заводов Bass и Allsopp. Творожистые дрожжи являются также верховыми дрожжами, т. е. способными подниматься. § δ. О НОВОМ РОДЕ ДРОЖЖЕЙ СПИРТОВОГО БРОЖЕНИЯ. АЭРОБНЫЕ ДРОЖЖИ Я говорил уже об исследованиях, предпринятых мной для выяснения способности Mycoderma vini или винного цвета, и Mycoderma cerevisiae или пивного цвета, неизменно появляющихся на всех сброженных жидкостях, превращаться в настоящие дрожжи спиртового брожения. Результат, к которому я пришел, известен. Эти пленочные дрожжи не превращаются в настоящие дрожжи. В тех же условиях, где это превращение, казалось, имело место, образовавшиеся дрожжи возникали из зародышей, занесенных воздухом или находившихся на применявшейся посуде. Мы только констатировали, что, помимо процессов горения за счет свободного кислорода, погруженная Mycoderma vini, вследствие продолжающейся жизнедеятельности клеток, становилась способной сбраживать сахар, но без того, чтобы при этом зарождались новые клетки. Одновременно с этими исследованиями я продолжал и другие, посвященные обратному предположению, т. е, возможности превра-
330 ЛУИ ЦАСТЕР щения настоящих дрожжей в Mycoderma vini или cerevisiae. Опыты этого рода заключались, главным образом, в различного рода попытках истощения дрожжей и последующей их регенерации. Истощение это достигалось либо избытком раствора сахара, либо выращиванием в лишенной сахара дрожжевой воде. Этим я пытался заставить дрожжи совершенно потерять бродильную способность. После этого я заставлял их снова развиваться в сильно аэрированных жидкостях, чтобы проследить, как проходит регенерация и не является ли их новая форма пленочной. Недеятельные в чистом водном растворе сахара и истощенные как возбудители брожения, дрожжи размножались в бродильных жидкостях, содержавших основные элементы, нужные для питания дрожжей. Но при этом я всегда получал только те дрожжи и ту именно разновидность, с которой работал. Ни в одном случае не возникла ни Mycoderma vini, ни Mycoderma cerevisiae, и я считаю себя вправе заключить, что во всех случаях, когда Mycoderma vini появлялась на поверхностц сброженной или годной для брожения жидкости, зародыши ее либо были занесены из окружающего воздуха либо содержались в самой жидкости. И только эти-то зародыши и размножились благодаря тому, что жидкости, о которых идет речь, являются чрезвычайно благоприятными для развития пленочных дрожжей. Эти зародыши Mycoderma vini в изобилии рассеяны в лабораториях, где производятся исследования над дрожжами спиртового брожения. Убедиться в этом чрезвычайно легко. Достаточно в подобной лаборатории открыть баллоны, из которых удален воздух* и которые содержат прокипяченную в момент закрытия сосудов дрожжевую воду, дрожжевую воду с сахаром, натуральное пивное сусло или какую-либо сброженную жидкость. Только в исключительных случаях некоторые открытые баллоны не дадут через несколько дней развития Mycoderma vini, особенно, если взятие проб было сделано после встряхивания пыли, рассеянной на поверхности столов или на полу лаборатории, путем выколачивания или подметания. Опыты, об идее которых я только что упомянул и которые имели целью выяснить возможность превращения дрожжей в микодерму, привели меня к результатам, представляющим чрезвычайный интерес и касающимся всех дрожжей спиртового брожения. Эти выводы впоследствии будут, вероятно, иметь значение для всех анаэробных ферментов. Вынужденный самими опытами сохранять дрожжи в соприкосновении с чистым воздухом совершенно чистыми в течение неопределенного, часто весьма значительного времени, я нашел, что дрожжи не погибают, по крайней мере целиком, ибо я почти всегда в состоянии был заставить их размножиться, вводя их в новую, годную для брожения жидкость. Эта регенерация дрожжей— и в этом- то заключается новый факт, достойный сугубого внимания читателя,— происходит двумя различными способами: 1) с помощью клеток, оставшихся еще живыми, 2) с помощью вновь образоваршихся клеток. Чтобы лучше разъяснить нашу мысль, приведем пример. В одном из наших баллонов с двумя горлышками сбраживается чистое пивное сусло чистыми же дрожжами. По окончании брожения я оставляю жидкость в покое, не прикасаясь больше к баллону. Сброжен- * Как это описано в главе IV, на стр. 254.
ИССЛЕДОВАНИЯ О-ПИВЕ 331 ная жидкость покрывает кажущийся недеятельным осадок дрожжей, и со временем никаких следов Mycoderma vini не появляется на по- верхности жидкости. Предположим, что ежедневно из баллона берется проба дрожжей для засева нового баллона с пивным суслом. В новом баллоне наступает брожение. Единственное заметное различие между этими последовательными баллонами, засевавшимися через 24 часа, состоит в том, что брожение в них, при всех прочих равных условиях, возникает все менее и менее быстро. Это происходит, как я уже объяснял, от того, что каждая дрожжевая клетка в баллоне подвергается с течением времени изменениям, которые лучше всего можно было бы сравнить с последовательным старением. Клетки постепенно наполняются аморфными зернистыми включениями, содержимое их желтеет, протоплазма собирается либо у центра, либо у краев. Короче говоря, жизнеспособность дрожжей падает. Но будучи перенесены из-под сброженной жидкости в новое сахаристое сусло, они мало- помалу становятся полупрозрачными и начинают почковаться. Явления эти в своей последовательности совершаются с тем меньшей скоростью, чем дольше клетки подвергались истощению под первой сброженной жидкостью. Если же оставить их здесь еще на более продолжительное время, то они в конце концов погибнут, что можно будет узнать по высеву дрожжей, остающемуся совершенно стерильным. Но обычно явления эти не протекают с такой точностью, как это было только что описано, и дрожжи, сохранившиеся чистыми под бродильной жидкостью, удерживают способность регенерации в некотором роде неопределенно долго. В самом деле, дрожжевые клетки, по крайней мере порядочное их количество, уже после брожения начинают почковаться вместо того, чтобы, оставаясь инертными, существовать за счет самих себя и подвергаться последовательному старению. Под влиянием воздуха дрожжевые клетки снова размножаются в сброженной жидкости и образуют на поверхности нечто вроде микодермальной пленки или кольца вокруг стенок сосуда на уровне жидкости. Это часто ошибочно принимается за Mycoderma vini или cerevisiae. В действительности же здесь нет ни единой клетки пленочных дрожжей. Стоит засеять в пивное сусло малейшую частичку выросшего материала, как она вызовет брожение после того, ка# произойдет почкование и размножение, совершенно аналогично тому, как это происходит у обычных дрожжей. Таким образом, это образование микодермального типа является, поскольку оно вызывает брожение, не чем иным, как дрожжами. Но это—дрожжи, которые в указанных выше условиях живут как плесени, поглощая кислород воздуха и выделяя углекислоту. Они появляются на поверхности всех сброженных жидкостей, особенно таких, которые, подобно пиву, содержат еще углеводы. Появляются они в тем больших количествах и тем быстрее, чем легче доступ воздуха. Я называю такие дрожжи аэробными дрожжами, или дрожжами-плесенями**. Легко понять, почему образования подобного рода до сих пор совершенно не были замечены. Условия нашего опыта являются новыми во многих отношениях. Никогда еще сахаристая жидкость не сбраживалась с помощью чистых дрожжей, абсолютно лишенных зародышей посторонних организмов, а сброженная жидкость никогда не подвергалась неопределенно долгому соприкосновению с чистым воздухом. С другой стороны, все сброженные жидкости обычно дают
332 ЛУИ ПАСТЕР на своей поверхности приют Mycoderma vini или aceti и плесеням. Появление, всегда достаточно быстрое, этих последних организмов маскировало или подавляло развитие аэробных дрожжей. Все дрожжи спиртового брожения пригодны для воспроизведения опыта, с которым мы только что ознакомились, и все они дают настоящие дрожжи-плесена. Другой факт, достойный быть отмеченным, заключается в том, что эти аэробные дрожжи при своем почковании, в процессе брожения, по крайней мере внешне, воспроизводят формы исходных дрожжей. Их нельзя было бы при этих условиях отличить друг от друга, и, тем не менее, что особенно поразительно, эти два сорта дрожжей не идентичны. В самом деле, если мы имеем дело с низовыми дрожжами, то их аэробные формы физиологически отличаются от дрожжей, давших им начало, ?. е. они обнаруживают особые свойства* которыми исходные низовые дрожжи вовсе не обладали. В большинстве моих опытов новые аэробные формы дрожжей вели себя как верховые, поднимаясь на поверхность и давая пиво несколько более ароматное, нежели пиво низовых дрожжей, из которых они произошли. Наконец, признаки аэробных форм дрожжей свойственны не только первой культуре. Они наследуются. Эти свойства не исчезают и при повторных пересевах аэробных форм, и мы их снова находим в последующих генерациях. Тем не менее, повторяю, было бы трудно указать на достаточно ощутимые различия между формами развития клеток определенных дрожжей и клеток соответствующих им аэробных форм. Это до такой степени верно, что можно даже заставить аэробные формы Saccharo- myces pastorianus воспроизвести формы Dematium pullulons, свойственные, как мы уже знаем, этим дрожжам в том случае, когда клетки их доводятся продолжительным старением до определенной структуры*. Это же вытекает из следующего примера, лишний раз доказываю* щего, насколько способны варьировать формы культур одного и того же организма в зависимости от изменений в составе питательной среды. 6 августа 1873 года из баллона с пивным суслом, в котором закончилось брожение, я беру дрожжи Saccharomyces pastorianus и едва заметным количеством их засеваю новый баллон, содержащий минеральную среду следующего состава: 10% раствора тростникового сахара 150,0 куб. см Золы дрожжей 0,5 г Кислого виннокислого аммония 0,2 » Сернокислого аммония 0,2 » * Хотя я придерживаюсь того мнения, что аэробные формы каких-либо определенных дрожжей могут быть получены с помощью особого рода превращения дрожжевых клеток, я признаю, что некоторое сомнение по этому поводу все же может сохраниться. Факты, достаточно неожиданные, вынуждают к большой осмотрительности и к постановке вопроса о том, не входят ли аэробные формы просто как примесь в состав дрожжей, дающих им начало. Это положение как будто подтверждается тем фактом, что дрожжи часто погибают, не давая возникнуть на поверхности аэробным формам. Гораздо естественнее выдвигаемая мной гипотеза, т. е. что предполагаемая смесь дрожжей вовсе не существовала. С другой стороны, если аэробные дрожжи являются настоящими дрожжами, просто примешанными к другим дрожжам, и изменение условий дает толчок их развитию, то как понять, почему аэробные дрожжи настолько схожи по виду и почкованию с дрожжами, на поверхности которых они появляются? Это сходство, напротив, становится очень естественным, если оба сорта дрожжей связаны общностью происхождения.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 333 В течение следующих дней дрожжи, хоть и скудно, но начали развиваться, а брожение обнаружилось по скоплениям пузырьков на поверхности жидкости. До 25 ноября баллон оставался в покое. В этот день обнаружилось наличие резко белого осадка дрожжей, покрывавшего оставшуюся нерастворенной дрожжевую золу, и кольца аэробных дрожжей над уровнем жидкости. Весь сахар исчез, в жидкости оказалось 5,2 объемных процента спирта при температуре 15°. Благодаря чистоте примененных реактивов, на поверхности сброженной жидкости не было ни следов плесеней, ни Mycoderma vini или cerevisiae, а внутри жидкости также не оказалось ни вибрионов, ни молочнокислых дрожжей. Минеральные среды, кстати сказать, в такой же степени пригодны для получения идущего до конца брожения, как и натуральное сусло, что подтверждается многими примерами в настоящей работе. Дрожжи в них, несомненно, развиваются медленно и с трудом, давая, как мы видели, несколько причудливые формы, но все же они развиваются и вызывают брожение, не оставляя малейших следов нераз- ложенного сахара. Это верно, по крайней мере, по отношению к Sac- charomyces pastorianus, но имеются другие дрожжи, которые в подобных средах задерживаются в своем размножении и воздействии на сахар. Одним из необходимых условий возникновения брожения в минеральной среде для Saccharomyces pastorianus является абсолютная чистота реактивов и дрожжей. Развитие и физиологическая деятельность последних не должны угнетаться наличием других микроскопических организмов. В дальнейшем нам представится случай вернуться к этой важной детали наших культур. Фиг. 77 представляет общий вид дрожжей от 11 августа 1873 года. Мы здссь больше не в состоянии узнать Saccharomyces pastorianus. Форма их стала, в общем, шарообразной. Имеется множество почкующихся клеток в виде пакетов, отдаленно напоминающих почкование верховых дрожжей, применяемых в пивоваренном производстве. В а, а, а мы видим шарики с проросшими неправильными, недоразвитыми выростами—доказательство затрудненного почкования. Ни пивное, ни виноградное сусло, взятые в качестве питательной среды, никогда бы не дали подобных уродливых клеток. 25 ноября дрожжи снова зарисовываются, но они не отличаются существенно от дрожжей на предыдущем рисунке. Тот же общий вид, то же множество шариков, соединенных по 2, 3 и более. В противоположность дрожжам, развивавшимся в натуральном сусле, здесь не наступает разъединения клеток. Кроме того, дрожжи эти весьма неправильной формы, имеются клетки всяких размеров. Их высевают в сосуд с пивным суслом. 26 ноября нет еще никакого заметного развития. 27 ноября, через 48 часов после засева, напротив, имеется уже на дне жидкости обильный белый осадок дрожжей, а брожение до такой степени уже выражено, что поверхность жидкости покрыта объемистой пеной. Так велика активность регенерации и роста посевного материала, остававшегося в покое в продолжение 4 месяцев. В этом доказательство того, что регенерация вызвана аэробными дрожжами. Только последние, существуя как плесени, не истощаются, подобно клеткам обычных дрожжей, как это произошло под минеральной жидкостью с клетками, высеянными € августа. Последние, потеряв активность под раствором сахара,
33$ 1ЖШ. ПАСТЛУР штребовали для своей регенерации нескольких дней. Повторяю, что скорость регенерации в предыдущем опыте доказывает, что она была вызвана клетками аэробных дрожжей. Возьмем пробу со дна жидкости и зарисуем новые дрожжи (фиг. 78). Поле зрения покрыто круглыми и овальными клетками, члениками, ветвистыми трубочками, почкующимися и размножающимися самыми разнообразными путями. Это напоминает полностью прорастание истощенных под сахарным раствором клеток, а также размножение по типу Dematium pullulons у некоторых зародышей, рассеянных на поверхности сахаристых домашних плодов. Можно не уставая—так гласят записи моих первоначальных наблюдений— зарисовывать это красивое растеньице, устанавливающее четкую Фиг. 77. Фиг. 78. переходную ступень между наиболее характерными одноклеточными дрожжами Saccharomyces pastorianus и некоторыми формами весьма распространенных плесеней, как Dematium, и даже обычными Мисог mucedo mracemosus, когда последние находятся в погруженном состоянии и способны вызывать брожение*. Мы имеем здесь цепочки из трубочек с ответвлениями, состоящими из подобных же цепочек; составленных из трубок или клеток, распадающихся и почкующихся совершенно аналогично гифам и конидиям мукора. Аэробные формы верховых дрожжей не обнаружили, какова бы ни была питательная среда, никаких морфологических особенностей. Подобно обычным верховым дрожжам, они имеют ту же шарообразную форму и также почкуются. Фиг. 79 изображает молодую культуру этих аэробных дрожжей Мы видим такое же ветвистое почкование и шарообразную форму, как у настоящих верховых дрожжей. Точно так же и аэробные формы низовых дрожжей не показывают никаких особенностей. По форме, размерам и способу размножения они весьма приближаются к клеткам низовых дрожжей, из которых они произошли. При росте на сахарном растворе они иногда к началу * Я подчеркиваю, что фиг. 78 изображает молодые формы аэробных дрожжей Saccharomyces pastorianus, выросших в минеральной среде. Когда аэробные формы образуются на поверхности сброженного пивного сусла, то они не представляют никаких особенностей, никаких неправильностей ни в форме, ни в развитии. При выращивании на естественном сахаристом сусле или пивном сусле они не дают, в противоположность предыдущим, форм типа Dematium. Это объясняется тем, что в первой, гораздо более питательной среде они лучше питаются и поэтому во второй сразу переходят в формы дрожжей осадка, находящихся в стадии обычного почкования.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 3% размножения обнаруживают группы клеток несколько более круп: ных, нежели клетки, непосредственно следующие за ними. Фиг. 80 изображает аэробные формы пивоваренных дрожжей нижнего брожения через 48 часов после засева. Группы, подобные а, очень редки, их можно видеть только в самом начале, преимущественно в первые часы размножения. Вскоре после этого клетки, происшедшие из этих групп, β приобретают толщину овальных почкующихся g> клеток Ъ. & Фиг. 81 изображает аэробные творожистые <^Ш0® <^ дрожжи, образующиеся довольно быстро в виде |рЩ ~ толстой жирной пленки на поверхности жид- щ костей, сброженных творожистыми дрожжами. Фиг. 79. Более крупные клетки, как а и о, редки. 27 мая 1875 года пивное сусло засевается частицей жирной пленки подобного рода. Эта пленка образовалась на поверхности баллона, сброженного творожистыми дрожжами год назад, в середине мая 1874 года. Брожение начинает обнаруживаться 30 мая объемистой пеной. Осадок, образовавшихся дрожжей покрывает дно баллона. С помощью оттянутой трубочки берется проба и зарисовывается (фиг. 82). Среди клеток, разбросанных в поле зрения, мы видим несколько объемистых, собранных в группы клеток. Это вовсе не какие- (à *® л «L* 9 % © Фиг. 80. Фиг. 81. либо особые дрожжи, примешанные к нашим дрожжам. Это лишь новая иллюстрация того факта, что регенерирующие старые клетки, особенно если они состарились под сахарным раствором, как мы это только что наблюдали на аэробных формах низовых дрожжей, начинают развитие с форм более объемистых или удлиненных, за которыми быстро следуют обычные формы, более тонкие, свойственные исходным дрожжам. Мы уже видели, в какой сильной степени это явление было выражено у Saccharomyces pastorianus. Укажу еще на аэробные формы, происшедшие от дрожжей, описанных мною под названием новых верховых дрожжей. Фиг. 83 изображает эти аэробные формы, зарисованные 27 ноября 1873 года. Эти дрожжи образовали несколько жирную и влажную пленку на поверхности сброженного пивного сусла, засеянного 21 июля. Кажется, будто имеешь дело с обычными верховыми дрожжами. Но это—ошибка. Нет ничего более различного, чем эти два сорта дрожжей. 27 ноября 1873 года засевается следами этих дрожжей баллон с пивным суслом. 29 ноября при 25° мы имеем обильный осадок дрож-
336 ЛУИ ПАСТЕР жей и поверхность, всю покрытую бродильной пеной. Со дна берется проба дрожжей и зарисовывается (фиг. 84). Поле зрения покрыто весьма однородными клетками, общий вид которых сходен с видом исходных дрожжей, изображенных на стр. 326 [фиг. 71]. Там и сям попадаются более толстые клетки, как ажЬ. Последнее опять согласуется с тем, что мы имеем дело с регенерирующими старыми клетками перед началом нового почкования. Аэробные дрожжи отличаются друг от друга в достаточной степени, так что зачастую их можно узнать по внешнему виду, свойственному им на поверхности жидкости. Аэробные формы Saccha- romyces pastorianus образуют на поверхности жидкости у стенок сосуда кольцо из клеток, разрывающееся при малейшем встряхивании. Жизнеспособность их сохраняется в течение ряда лет. Аэробные формы верховых дрожжей появляются в виде мелких изолированных бугорков на поверхности сброженных жидкостей. Развитие их скудное, и они быстро погибают. Аэробные формы низовых дрожжей образуют слой, не обладающий устойчивостью. При малейшем встряхивании они падают на дно в виде мелких, неправильных кусочков, клетки которых при падении не рассеиваются в жидкости. При свободном доступе воздуха они живут долго. Аэробные формы творожистых дрожжей дают сплошную, жирного вида пленку, со временем утолщающуюся, при встряхивании разрывающуюся на части. Эта пленка живет долго и под влиянием воздуха все более и более утолщается. Совершенно естественно возникает вопрос: не являются ли верховые дрожжи, о которых мы говорим, именно дрожжи верхнего брожения пивоваренного производства и новые верховые дрожжи, о которых говорилось выше,—не являются ли они аэробными формами низовых дрожжей. Я был бы склонен поверить тому, что дрожжи, названные мною в предыдущей главе новыми верховыми дрожжами, могут являться аэробными формами низовых дрожжей эльзасских и немецких пивоваренных заводов. Я провел сравнительное изучение этих новых верховых дрожжей и аэробных форм низовых дрожжей. Они очень сходны по виду, почкованию, а также по вкусу и качеству образуемого ими пива. Но в отношении последнего признака я все же не обнаружил полной идентичности и потому я объединил бы их лишь € большой натяжкой. Что касается настоящих верховых дрожжей пивоваренного производства, то точно так же, по их способности подниматься на поверхность при брожении, по вкусу и аромату пива можно заключить,
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 337 что они являются аэробными формами каких-то низовых дрожжей. Трудно, однако, сказать, каковы эти последние дрожжи, где их можно найти и даже вообще, существуют ли они в действительности. При просмотре этих строк мне приходит мысль, которая заслуживала бы систематического экспериментального исследования. Каковы были бы свойства аэробных дрожжей, происшедших от аэробных же дрожжей? Некоторые факты как будто приводят к убеждению, что эти дрожжи должны быть не более идентичны, нежели какие-нибудь низовые дрожжи и соответствующие им аэробные формы. Если это так, то было бы весьма любопытно сравнить свойства бесконечной серии аэробных дрожжей, имеющих общее происхождение. В записях моих наблюдений я нахожу, что аэробные дрожжи 2-й генерации дали пиво, отличное от пива 1-й генерации и ароматное до такой степени, что в лаборатории, где всего только несколько литров его находилось в брожении, замечался ощутительный запах. § 6. ОЧИСТКА ПРОДАЖНЫХ ДРОЖЖЕЙ Я уже отмечал, что опыты предыдущей главы настоятельно потребовали применения дрожжей, совершенно лишенных зародышей посторонних организмов. Я также отметил, насколько при несоблюдении последнего условия становится невозможным проследить за изменениями, претерпеваемыми дрожжами при соприкосновении с воздухом как в растворе сахара, так и в сброженной жидкости. Не менее необходимо, чтобы применяемое сусло само по себе тоже было лишено загрязнений, и чтобы воздух, постоянно обновляющийся на поверхностижидкости, притекал всегда чистым. Последние условия осуществляются благодаря применению наших баллонов с двумя горлышками. Занятая подобными исследованиями лаборатория должна быть снабжена готовыми к употреблению баллонами, содержащими различного рода питательные среды, в которых может явиться потребность. Неудобства, вытекающие из загрязненности дрожжей, обнаруживаются обычно не сразу. Это объясняется тем, что дрожжи, служащие посевным материалом, в сравнении с посторонними, загрязняющими их клетками, имеются в таком подавляющем количестве, что микроскопическое наблюдение не в состоянии обнаружить последние. К тому же установлено, что преобладание одной культуры вредно отзывается на другой, имеющейся в ограниченном количестве, ибо первая овладевает в ущерб другой питательными материалами, особенно кислородом. Поэтому при засеве сахаристой жидкости продажными дрожжами кажется, что первое время развиваются одни дрожжи, и это дает повод думать, что мы работали с чистым посевным материалом. Однако так дело будет происходить, если внешние условия и среда одинаково пригодны как для культуры дрожжей, так и для загрязняющих их организмов. Ибо если эти условия больше благоприятствовали бы питанию последних организмов, то они могли бы быть обнаружены с самого начала. Это именно и происходит неизбежно, например, при замедленном размножении дрожжей. Уже после того, как посевной материал развился, т. е. когда сахаристая жидкость уже сброжена, новая жидкость, глубоко измененная бро- Л. Пасстер 22
338 ЛУИ ПАСТЕР жением, становится во всех этих случаях непригодной для развития дрожжей. Тогда-то загрязняющие микроорганизмы, различные ферменты болезней, споры плесеней и пленочных дрожжей (микодерм)65 начинают более или менее быстро развиваться или продолжают уже начавшееся развитие. Это происходит потому, что они в составе среды и в окружающей температуре находят условия, благоприятные для своего существования. Этим же объясняется быстрая порча пивных дрожжей, оставляемых в том виде, как они есть, после брожения. Эти лишенные питания клетки, все более и более затрудненная жизнедеятельность которых поддерживается лишь собственным веществом клеток, оставляют свободное поле для развития посторонних зародышей. Отсюда— быстрое гниение дрожжей, связанное всегда с размножением примешанных к ним организмов,, находящих в жидкости и в самих клетках все необходимые для своего существования питательные вещества. Ничто не может служить лучшим подтверждением развиваемых мною идей, нежели изложенные в предыдущих параграфах факты. В противоположность только что сказанному, мы там видели, что чистые дрожжи, оставаясь бесконечно долго в соприкосновении с чистым воздухом, при этом не испытывали никакого гнилостного разложения, а также не обнаруживали никаких других изменений, кроме тех, которые являются результатом процессов горения, свойственных живым покоящимся клеткам во влажно^м состоянии при их соприкосновении с кислородом. В практике пивоваренного производства принято приступать к сливанию, как только заканчивается брожение, вернее, как только обнаруживаются определенные физические признаки, например, легкое осветление пива, обозначаемое техническим термином—образование «брука», или комочков дрожжей (cassure de la levure), влекущее за собой оседание дрожжей. После этого собирают дрожжи, осевшие пластичной массой на дне чана. Их промывают и сохраняют под водой, в прохладном месте, с целью дальнейшего использования через 24 или 48 часов. Использование же дрожжей спустя более длительный промежуток времени, особенно летом, бывает только вынужденным. Понятно, что благодаря подобным приемам посторонние, примешанные к дрожжам зародыши не успевают ни развиться, ни размножиться. Но, хотя приемы обращения с дрожжами в производственной практике и препятствуют в известной степени развитию загрязняющих организмов, все же эти организмы в дрожжах сохраняются и, поскольку они удержались, попадают в большем или меньшем количестве в пиво, какова бы ни была достигнутая сливанием прозрачность. Но стоит появиться условиям, благоприятным для существования этих микроскопических организмов, как они развиваются и изменяют более или менее глубоко качество этого тонкого напитка. 15 декабря 1872 года я приобрел в различных крупных кафэ Парижа 9 образцов пива, происходивших из лучших пивоваренных заводов Страсбурга, Нанси, Вены, Бертона. После 24-часового стояния все образцы были слиты декантацией, а из осадков были сделаны засевы в баллоны с чистым суслом. 2 января 1873 года я исследовал развившиеся при 20° дрожжи, а также подверг дегустации все образцы пива. Все они имели отвратительный вкус и все обнаружили наличие возбудителей болезней пива.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 339 Одновременно с этим для сравнения баллоны с суслом были засеяны чистыми дрожжами. Ни один из образцов пива этой серии не имел плохого вкуса, ни в одном из них не оказалось посторонних организмов, образцы пива оказались только выдохшимися. При обозрении методов пивоваренного производства приходится удивляться тому состоянию относительного совершенства, которое достигнуто многолетним медленным опытом. И это — несмотря на то, что в вопросах болезней пива никогда не руководствовались строгими принципами, излагаемыми мной в данной работе. Доказательства тому даны мной в I главе66. Пиво сцеживается и отделяется от дрожжей до того, как заканчивается полностью брожение. Почему? Главным образом потому, что пиво, помещенное в бочках для хранения, должно явиться очагом последующего процесса, дополнительного брожения. Иначе оно, предоставленное полному покою, неминуемо подвергнется нападению паразитов, о которых только что шла речь. Пиво из бродильных чанов еще до наступления максимума аттенуации67 не только сливается, но, сверх того, помещается в подвалы, значительно более холодные, нежели температура брожения, хотя последняя для пива нижнего брожения и без того низка: температура в подвалах равна всего лишь 2—3°. Это, как я уже заметил в главе I, применяется также с целью подавления развития посторонних организмов. К несчастью, с этими требованиями не вполне согласуются все те манипуляции, которым пиво подвергается в связи с торговлей. В связи с требованиями торговли приходится перевозить пиво во все времена года, а в силу нерегулярности потребления пиво помещается в подвалы пивных или лавок, где оно должно храниться в течение некоторого времени. Потребление, высокое сегодня, при повышенной температуре, может на завтра же, после дождя и холода, сделаться очень ограниченным, ибо пиво, по крайней мере в нашем климате, является напитком жаркого сезона. Отсюда—насколько возможно более длительное хранение пива в подвалах у розничных торговцев и потребителей. Хорошим изобретением является розлив пива в очень маленькие боченки, допускающие частое возобновление запасов,, отправку большой скоростью и в ночное время, а также перевозку в вагонах с двойными стенками, заполненными льдом, или хотя бы с двойные потолком, благодаря чему холодный воздух беспрерывно падает на боченки. Все эти стеснительные полумеры в результате ограничивают торговлю пивом и делают его цену более высокой. Поэтому исключительно важно, чтобы производство было поставлено в меньшую зависимость от микроскопических врагов, укрывающихся в пиве. Другими словами, важно, чтобы этот напиток меньше боялся условий, благоприятствующих развитию посторонних зародышей, которыми он всегда загрязнен в силу современных способов производства. Вопрос об изменении вкуса пива заслуживает не меньшего внимания также с другой точки зрения. Мы уже знаем, что существуют различные сорта пива, соответствующие различным специальным дрожжам, придающим пиву определенный вкус, аромат, словом— все то, что делает пиво ценным в глазах потребителя. Но часто случается, главным образом в плохо содержимых пивоваренных заводах, особенно в тех, где изготовляется несколько сортов пива, что 22*
340 ЛУИ ПАСТЕР закваски представляют смесь различных дрожжей. Неудобства таких смесей дают о себе знать уже в процессе производства, но еще сильнее—в самом пиве после его изготовления. Пивовары хороших заводов нижнего брожения, производящие в зимние месяцы так называемое лагерное пиво, потребляемое летом вплоть до августа и сентября, сильно опасаются распространения в пиве винного привкуса. Этот винный привкус, по моим наблюдениям, вызывается, главным образом, примесью к производственным дрожжам Saccharomyces pastoria- nus или их разновидностей, которым свойственно придавать со временем пиву отчетливый винный привкус. Если этой примеси нет,— а я имею в виду абсолютное, или, если можно так выразиться, математическое отсутствие,— то выдерживаемое в подвале пиво со временем стареет и не приобретает так называемого винного привкуса. Особенно распространен этот винный привкус в английском консервированном пиве. Хотя производственные дрожжи английского пива существенно отличаются от Saccharomyces pastorianus, но легко убедиться в том, что в английском пиве после его изготовления образуются почти исключительно Saccharomyces pastorianus и так называемые творожистые дрожжи, также придающие пиву особый привкус. Дополнительное верхнее и нижнее брожение пива, помещенного в бочки, очень часто вызывается именно этими Saccharomyces pas- iorianus, которые легко узнать по удлиненным, то более, то менее ветвистым членикам. При этом вкус пива изменяется. Прибавлю, что вся совокупность моих исследований убедила меня в том, что верховые дрожжи, наравне с низовыми, не в состоянии превращаться в дрожжи, о которых идет речь. Во всех же случаях, когда в пиве, полученном на верховых или низовых дрожжах, развивались посторонние дрожжи, зародыши последних имелись в исходных дрожжах, но их зачастую трудно было обнаружить под микроскопом ввиду их малочисленности. Наилучшим доказательством этого может служить то наблюдение, что пиво верхнего .или нижнего брожения, предоставленное самому себе в течение ряда месяцев и лет, никогда не содержит в своем осадке ничего другого, кроме дрожжей, служивших для его приготовления, если только последние были чистыми. Последнее условие никогда не имеет места в отношении продажного современного пива, каким бы оно ни было и из каких бы пивоваренных заводов ни происходило. Всякое пиво со временем оказывается содержащим, помимо ферментов болезней, также и дрожжи, существенно отличающиеся от дрожжей, служащих для его изготовления, именно Saccharomyces pastorianus. Это обстоятельство следует приписать обычной загрязненности продажных дрожжей. В некоторых случаях смеси дрожжей следует опасаться почти в той же степени, как и ферментов болезней, даже когда последние не достигли еще широкого распространения. Я неоднократно наблюдал, как бродильная жидкость заполнялась дрожжами, абсолютно of личными от исходных. Пересевы культур, особенно производимые с тою или иной целью изменения состава бродильной жидкости, часто приводят к такого рода затруднениям. В течение долгого времени я не в состоянии был уловить значение некоторых моих опытов,
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 341 так как факты, на которые я только что указывал, а также факты предыдущего параграфа. ускользали от меня. Незнание же их оказало большое влияние на мои исследования, затруднив последние и сделав их длительными. Когда эта работа появится в свет, пройдет не менее пяти лет со времени начала моих исследований, и я сознаи> лучше кого-либо другого, что мог бы посвятить им еще много времени. Но, как говорит Лавуазье, мы никогда ничего не дали бы обществу, если бы хотели дожидаться конца своей деятельности. Этот конец отодвигается все дальше, цо мере того, как мы умножаем попытки приблизиться к нему. Предшествующие наблюдения доказывают исключительную важность применения чистых заквасок. Последнее важно для получения пива, свободного от привкуса, при пользовании методами, принятыми в настоящее время в пивоварении. Это также важно для получения пива хорошей выдержки, менее подверженного порче, менее зависящего от обстоятельств, связанных с современной торговлей, и без ущерба переносящего те условия, которые благоприятствуют развитию посторонних дрожжей и возбудителей болезней пива. В случае наличия смеси дрожжей спиртового брожения можно иногда воспользоваться для их разделения неодинаковой способностью развития в применяемых для культивирования средах. 17 декабря 1872 года я приготовил из продажных голландских дрожжей пылеобразную смесь с гипсом, как это было указано в § 6 главы III. Голландские дрожжи являются дрожжами верхнего брожения. Образцом этой смеси 25 июля 1873 года был засеян баллон с чистым пивным суслом. Начиная с 27 июля на поверхности жидкости стали показываться островки пузырьков газа. 2 августа брожение было закончено. Дрожжи, обследованные под микроскопом, казались чистыми и состояли из шаровидных клеток, свойственных хорошим верховым дрожжам. Сброженная жидкость была со всеми предосторожностями слита. В баллоне же был почти целиком оставлен дрожжевой осадок и только 1—2 куб. см пива. 15 ноября дрожжи при новом обследовании опять оказались чистыми и состоящими все еще из круглых клеток верховых дрожжей. Они имели вид сильно постаревших клеток с явными двойными контурами* и зернистым содержимым, неправильно собранным у центра. Таковы признаки мертвых клеток, но возможно, что в массе их имелись и живые клетки. Чтобы убедиться в этом, я перенес пробу этих дрожжей в колбу с чистым суслом. 19 ноября на поверхности жидкости появилось немного бродильной пены. Я исследовал дрожжи и убедился, что это уже вовсе не верховые дрожжи, но мелкие, довольно неправильные дрожжи с преобладанием члеников, характерных для последовательных пересевов Saccharomyces pastorianus. Нет надобности останавливаться на мнении, что мы имеем дело с превращением одних дрожжей в другие. Эти факты можно объяснить гораздо проще. Примененные голландские дрожжи были, вероятно, нечистыми и содержали следы посторонних дрожжей, именно Saccharomyces pastorianus. Превращенные 17 декабря 1872 года с помощью гипсового порошка в сухую пыль клетки двух или более сортов дрожжей, составлявших эту пыль, сохранили свою жизнеспособ-
342 ЛУИ ПАСТЕР ность, проявившуюся еще 25 июля 1873 года. При дальнейшем выращивании в пивном сусле они размножились. Дрожжи Saccharomyces pastorianus регенерировали, но относительное количество их, по сравнению с верховыми голландскими дрожжами, осталось таким незначительным, что микроскопическими наблюдениями от 2 августа при декантации сосуда они не были обнаружены. В промежутке от 2 августа до 15 ноября верховые дрожжи целиком погибли, клетки же Saccharomyces pastorianus, напротив, сохранили свою жизнеспособность и одни только и размножились в баллоне с суслом, засеянным 15 ноября. Это—один из примеров разделения дрожжей спиртового брожения, являющегося следствием неодинаковой стойкости, иногда проявляемой ими в особых условиях. Можно также заключить, что если бы 2 августа 1873 года пиво было приготовлено на одних только верховых дрожжах, которые, казалось, развились и были чистыми, то это пиво, раз приготовленное и сохраненное в бочках или бутылках, не преминуло бы подвергнуться дополнительному брожению вследствие развития Saccharomyces pastorianus. Другим примером очистки подобного рода могут служить различные дрожжи виноградного сока. В виноградном сусле в начале брожения постоянно появляются дрожжи apiculatus, к- которым впоследствии присоединяются в большей или меньшей степени Saccharomyces pastorianus. В присутствии последних развитие apicu- latus быстро приостанавливается. Saccharomyces pastorianus, в свою очередь, мало-помалу уступают место дрожжам, которые я назвал обычными дрожжами вина, а Реес—Saccharomyces ellipsoideus. По поводу этих изменений в соотношении дрожжей вина можно обратиться к сообщению, опубликованному мной в 1862 году в Bull, de la Soc. chimique. Эти различные дрожжи, таким образом, мешают друг другу. Если бы дрожжи Saccharomyces apiculatus находились одни, то они размножились бы сильнее, и в этом случае виноградное сусло было бы сброжено ими одними. Последнее, как я уже отметил, достигается фильтрованием сусла. Из сказанного следует, что ко времени первой переливки вина, называемой в Юре переливанием в бочки (entonnaison), существенной составной частью дрожжевого осадка в выжимках сброженного винограда является Saccharomyces ellipsoideus, и в осадке с трудом можно отыскать с помощью микроскопа клетки дрожжей apiculatus, так как . последние теряются среди бесконечного множества клеток других дрожжей*. 20 января 1875 года из Арбуа мне были доставлены винные дрожжи, взятые из большой бочки с вином предыдущего сбора урожая, перелитым 18 января. Дрожжи имели весьма неправильную форму и состояли из очень старых, желтоватых, наполненных зернистыми включениями клеток, среди которых имелось некоторое количество слегка удли-» ненных члеников, принадлежащих, вероятно, дрожжам Saccharomyces pastorianus. Остальные клетки были просвечивающими и казались „молодыми. Смесь этих дрожжей показана на фиг. 85. При тщатель- * У меня есть основания думать, что соотношение клеток этих дрожжей находится в сильной зависимости от климатических условий, предшествовавших сбору винограда, от состояния сухости и влажности, от температуры в момент сбора винограда, а также от природы виноградной лозы.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 343 ных поисках, несомненно, были бы найдены также и клетки Saccha- romyces apiculatus. Образец этих неочищенных дрожжей был 21 января засеян в баллон с раствором сахара. 24-го жидкость декантацией сливается, а к осадку снова прибавляется сахарная вода. Внешняя температура равна 12°. 27-го из осадка берется проба и переносится в колбу с пивным суслом. В следующие дни дрожжи развиваются и вызывают брожение, но среди развившихся клеток отсутствуют как крупные дрожжи плодов, так и более мелкие дрожжи, изображенные на таблице XI (фиг. 59, стр. 307). Таким образом, дрожжи Saccharomyces pasto- rianus, имевшиеся в посевном материале в виде старых зернистых удлиненных клеток, не регенерировали. Опасаясь, что полученный результат можно было приписать недостаточному истощению, длившемуся всего только несколько дней, я выдержал баллон с раствором сахара при 25° до 20 февраля. В этот же день проба дрожжей была высеяна в пивное сусло. На следующий день обнаружено довольно Фиг. 85. Фиг. 86. явственное развитие, но под микроскопом дрожжи Saccharomyces pastorianus больше не наблюдались; не появились они также и при последующих пересевах. Полученные дрожжи изображены на фиг. 86. Они, очевидно, происходят от прозрачных клеток фиг. 85, принадлежавших обычным винным дрожжам Saccharomyces ellipsoideus. Это опять пример естественного отделения одних дрожжей от других, благодаря отмиранию или громадной разнице в скорости регенерации. Эти дрожжи (фиг. 86) я выращивал в пивном сусле в довольно большом масштабе. Они дали специфическое винное пиво, настоящее ячменное вино. Это, кстати сказать, является доказательством того, что вк^с и качество обычного вина определенно зависят в значительной степени от характера дрожжей, развивающихся при брожении виноградного сокау. Следует думать, что если бы мы одно и то же виноградное сусло подвергли действию различных дрожжей, то мы получили бы вина различных сортов. С точки зрения практического использования необходимо предпринять в этом направлении новые исследования. Методы культивирования и обработки дрожжей, изложение в настоящей работе, могли бы дать ценные указания для такого рода исследований. Очистка дрожжей может быть произведена различными способами, в зависимости от того, имеют ли дело со смесью дрожжей или же ставят себе основной целью удаление ферментов болезней, напри-
344 ЛУИ ПАСТЕР мер, зародышей вибрионов, ферментов молочнокислого брожения, нитевидных дрожжей скисания, Mycoderma aceti или Mycoderma vini. Один из удобных способов состоит в засеве дрожжей в 10% раствор сахара, предварительно прокипяченный и сохранявшийся после охлаждения в неоднократно мною описанных колбах с двумя горлышками. Раствор сахарной воды является средой, сильно истощающей как самые дрожжи, так и примешанные к ним организмы. В нем погибает множество клеток, и поэтому имеется много шансов за то, что посторонние зародыши, относительно редкие, по сравнению с огромным количеством дрожжевых клеток, окажутся либо среди погибших либо среди достаточно состарившихся. Таким образом, при высеве уже истощенных дрожжей в пивное сусло разовьются только уцелевшие молодые клетки. Прибавление небольшого количества кислоты к раствору сахара-, например, 0,001—0,002 винной кислоты, часто облегчает уничтожение загрязняющих зародышей. Mycoderma aceti и vini, не находя в растворе сахара нужных питательных веществ, довольно быстро исчезают при повторных чередующихся пересевах в сахарную воду и в сусло. Как я уже в другом месте указывал, вместо баллонов можно использовать плоские кюветы, покрытые лишь стеклянными пластинками. В них дрожжи культивируются на пивном сусле после того, как они более или менее долго пробыли в сахарной воде. Преимущество подобной очистки заключается главным образом в том, что сусло хорошо аэрируется. Опыт показывает, что важнейшие ферменты болезней пива в такой же мере подавляются в своем развитии избытком воздуха, в какой его отсутствие является для них благоприятным, между тем как для дрожжей спиртового брожения имеет место обратное соотношение. Именно поэтому при работе с продажными, всегда загрязненными, дрожжами нельзя никогда удачно осуществить получение пива в закрытых сосудах. И это действительно не удавалось, несмотря на частые попытки. Этот метод в гораздо большей степени, чем современные принятые методы, требует применения чистых дрожжей. При выращивании дрожжей в плоской кювете активируется, таким образом, размножение дрожжей спиртового брожения; большинство же ферментов болезней подавляется, за исключением, однако, микодерм. Но от последних, по сравнению со всеми возбудителями болезней, довольно легко избавиться повторными пересевами, до того, как они успевают появиться. Тем не менее, баллоны с двумя горлышками, хорошо аэрируемые вначале, предпочтительнее кювет, так как они полностью предохраняют от рассеянных в окружающем воздухе загрязняющих зародышей, а также от зародышей Saccharomyces pastorianus. Другой способ очистки подсказан любопытными результатами, о которых уже говорилось и которые наблюдались при засеве дрожжей в пивное сусло с прибавлением кислого виннокислого калия и спирта. Опыт показывает, что многие возбудители болезней с трудом выносят повторное культивирование в пивном сусле, к которому прибавлено 1,5% винной кислоты и 2—3% спирта. Но эта же среда пригодна и для Saccharomyces pastorianus; поэтому необходимо всегда убедиться в том, что последний организм ненароком не очутился на месте тех дрожжей, которые подвергаются очистке.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 345 Выращивание при очень низкой температуре весьма благоприятствует удалению всех посторонних дрожжей из низовых дрожжей; поэтому следует прибегать к этому методу, когда дело идет об очистке низовых дрожжей. Более быстрый, возможно, способ очистки, хотя по некоторым соображениям и не предпочтительный, заключается в применении фенола. Подлежащие очистке дрожжи выращиваются в сусле, к которому на 100 куб. см прибавлено 10—12 капель 10% водного раствора фенола (карболовой кислоты). Действие фенола, к которому вначале всегда присоединяется действие кислорода воздуха, сказывается в подавлении жизнеспособности большинства засеянных клеток, а заодно и тех дрожжевых клеток, в сохранении которых мы заинтересованы. Но среди множества клеток, подвергающихся вредному действию фенола, имеются в относительно большом количестве наиболее редкие клетки загрязняющих организмов. Если фенол их и не убивает, то он все же значительно замедляет их развитие. Поэтому дрожжевые клетки, всегда обильно размножающиеся—ибо брожение при небольших количествах прибавленного фенола все же имеет место,—вытесняют мало-помалу при последующих пересевах посторонние зародыши. С помощью этих различных искусственных приемов, применяемых отдельно или в комбинации друг с другом, удается, обычно, получить дрожжи в очень чистом виде. Излишне добавлять, что для очистки хорошо пользоваться образцами, по возможности также более чистыми. Для такого отбора лучшим средством является микроскоп, но этого недостаточно. Можно'притти к крупным ошибкам, если судить о чистоте дрожжей только по результатам микроскопического исследования. Наилучшим способом проверки чистоты дрожжей является приготовление на них пива в одном из наших баллонов с двумя горлышками. Этот баллон после брожения должен быть выдержан при 20— 25°. Если пиво, спустя несколько недель, не становится мутным, если оно не зацветает, если его осадок под микроскопом оказывается чистым, если, наконец, при дегустации оно соответствует требованиям,—тогда только можно быть вполне уверенным в чистоте примененных дрожжей. К-сожалению, никогда нельзя быть уверенным в том, что дрожжи не подверглись какому-либо изменению в процессе самой очистки. Необходимо поэтому подвергнуть их испытанию и выяснить, соответствует ли вкус полученного пива требуемому, т.е. вкусу того именно пива, откуда были взяты подвергнутые очистке дрожжи. Вот что случилось в 1875 году на большом пивоваренном заводе Туртеля в Тан- товиле, в одной из серий производственных опытов, поставленных в связи с предложенным мной новым способом приготовления пива. Я очищал с помощью повторных культур и прибавления нескольких капель фенола дрожжи указанного выше пивоваренного завода и получил в результате дрожжи безупречной чистоты. Эти дрожжи неоднократно выращивались на заводе в течение лета 1875 года в 6—10 гл сусла при каждом опыте. Соответствующее пиво отличалось стойким дрожжевым привкусом и дефективным оседанием дрожжей, но обладало исключительной стойкостью благодаря чистоте дрожжей. Пиво, действительно, выдержало перевозку малой скоростью за сто лье
346 ЛУИ ПАСТЕР в обычных бочках емкостью в 50—100 л и сохранилось в течение сильной жары июня и июля и, сверх того, еще два месяца в подвале, при колебаниях температуры от 12 до 18°. Температура брожения была 13°. В этом же подвале заводское пиво, приготовленное на том же сусле обычным способом, не выдерживало и трех недель. Чем же объяснить только что описанный случай? Возможно, что при манипуляциях по очистке основные дрожжи были вытеснены какими-то другими. Продажные дрожжи, которые вполне удовлетворяют пивовара-производственника, содержат очень часто различные расы дрожжей, вполне или почти вполне сохраняющие <5вои количественные соотношения благодаря однообразию условий производства. Но эти же соотношения могут, напротив, сильно измениться, как только произойдет глубокое изменение в условиях выращивания дрожжей.
Глава VI ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ БРОЖЕНИЯ § 1. ОТНОШЕНИЕ ДРОЖЖЕЙ К КИСЛОРОДУ68 Беспрерывно сокращать количество неразгаданных явлений— в этом основная задача науки. Мясистые плоды противостоят сбраживанию, пока не повреждена их кожица. Они, напротив, быстро сбраживаются, если сложить их в более или менее открытые кучи или погрузить их в собственный сахаристый сок. Такая масса нагревается, вспучивается; при этом выделяется углекислота, сахар исчезает и заменяется спиртом. Чем объясняются эти самопроизвольные явления, настолько же странные, насколько и полезные, ибо человек использует их в своих целях? Мы знаем теперь, что брожение является результатом развития в сахарных соках растительных клеток, зародыши которых находятся вне плодов. Существует много видов этих одноклеточных растений, и каждому из них соответствует специфическое брожение. Основные продукты этих брожений, хотя и сходные по своей природе, отличаются по своим количественным соотношениям и по сопровождающим их побочным продуктам, что, при прочих равных условиях, влечет за собой широкое варьирование качества и коммерческой ценности алкогольных напитков. Если открытие дрожжей и их живой природы, если знакомство с их происхождением открывает тайну самопроизвольного брожения естественных сахаристых соков, то следует ли перестать видеть в этих брожениях реакции, необъяснимые обычными законами химии? Легко убедиться в том, что процессы брожения заслуживают особого места среди множества химических и биологических явлений. Образ жизни этих маленьких растений, объединенных родовым названием дрожжей, придает процессам брожения исключительные свойства, о которых мы едва только начинаем догадываться. Этот образ жизни существенно отличается от образа жизни других растений, и им обусловлены равным образом необычные явления среди тех, которые открывает нам химия живых организмов. Уже самое беглое размышление наводит нас на мысль, что дрожжи спиртового брожения должны обладать способностью расти и размножаться при отсутствии воздуха. Рассмотрим, например,
348 ЛУИ ПАСТВ Ρ практику сбора винограда в Юре. Виноград складывают на краю виноградника в чан, где с него снимают ягоды. После того как ягодами, частью нетронутыми, частью поврежденными и смоченными вытекающим соком, наполняют чан, его содержимое с помощью бочек переносят в фудры (большие бочки), помещенные в глубокие подвалы. Фудры заполняют до 3/4 их емкости. Брожение в них быстро наступает, углекислый газ выходит через отверстие шпунта диаметром не более 10—12 см у самых больших фудров. Вино переливают не раньше, чем через 2—3 месяца. Разве не кажется правдоподобным, что дрожжи, давшие вино в подобных условиях, должны были развиться, по крайней мере большей частью, без доступа кислорода? Несомненно, кислород в самом начале не вполне отсутствовал, и это даже необходимо для наступления последующих процессов. Ягоды, срываемые с гроздей, соприкасаются с воздухом, и сок, истекающий из ягод, частично растворяет в себе этот газ. Это небольшое количество воздуха, увлекаемое соком в самом начале, играет незаменимую роль. Именно благодаря наличию этого воздуха споры дрожжей, рассеянные на поверхности ягод и на древесине гроздей, получают возможность начать свое развитие*. Однако этот воздух, особенно когда ягоды снимаются с гроздей, имеется^в очень небольшом количестве, а воздух, находящийся в соприкосновении с жидкой массой, весьма быстро вытесняется углекислым газом, образующимся тут же при развитии хотя бы небольшого количества дрожжей. Трудно поэтому не сделать допущения о том, что громадное большинство дрожжей размножается помимо всякого влияния свободного или растворенного кислорода. К этому чрезвычайно важному факту я еще вернусь. Пока считаю нужным лишь обратить внимание на то, что простое знакомство с винодельческой практикой различных местностей приводит нас к заключению о способности дрожжевых клеток после прорастания из спор жить и размножаться без всякого участия кислорода. Мы приходим к тому выводу, что дрожжи спиртового брожения, очевидно, отличаются исключительным образом жизни, обычно не встречающимся у других видов растений и животных. Другим, не менее исключительным свойством дрожжей и про- * цессов брожения является низкое соотношение между весом образовавшихся дрожжей и весом разложенного сахара. Для всех известных организмов вес ассимилированного питательного вещества бывает того же порядка, что и вес израсходованного питательного материала. Если имеются отклонения, то они бывают относительно незначительными. Жизнь дрожжей совершенно иная. При данном весе а образовавшихся дрожжей вес разложенного сахара—это мы докажем экспериментально—будет равняться 10я, 20а .... 100 а и даже выше, т. е. вес разложенного сахара, в зависимости от условий, подлежащих еще выяснению, во-первых, подвержен существенным колебаниям и, во-вторых, совершенно непропорционален весу дрожжей. Повторяю, жизнь всех других организмов в нормальных физиологических условиях не обнаруживает ничего подобного. * В практике замечено, что брожение идет лучше, если ягоды с гроздей не обрываются. Объяснение этого факта нам пока не известно. Не сомневаюсь, что не будет ошибкой, если мы объясним его тем, что гроздья, благодаря остающимся в самой массе и между ягодами промежуткам, значительно увеличивают^ объем воздуха, предоставляемого в распоряжение зародышей дрожжей.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 349 Итак, дрожжи спиртового брожения представляются нам растениями обладающими по меньшей мере двумя исключительными особенностями: 1) они могут жить без воздуха, т. е. без кислорода; 2) они способны вызывать процессы разложения, размеры которых, как, например, вес образовавшихся продуктов, находятся за пределами всякого соответствия с весом их вещества; сверх того, отношение этих весов подвержено значительным колебаниям. Мы имеем здесь дело с фактами такой большой важности и в такой высокой степени затрагивающими теорию брожения, что необходимо постараться экспериментально установить их со всей возможной тщательностью. Действительно ли дрожжи являются анаэробными растениями, и каковы те весовые количества сахара, который они способны сбродить в различных условиях? Для решения этой двойной проблемы были предприняты следующие опыты. Был взят баллон, емкостью в 3 л, с двумя горлы- -Л шками, из которых одно — ~ изогнутое — служило отводной трубкой для газа, а дру- Фиг. 87. гое — прямое — было снабжено хрустальным краном, как это показано на фиг 87. Дрожжевая вода с 5% сахара была налита в баллон так, что под краном, а также и в отводной трубке не оставалось ни малейшего следа воздуха. Это искусственное сусло было предварительно аэрировано. Отводная изогнутая трубка была погружена в фарфоровую чашку со ртутью, установленную на прочной подставке. От 5 до 6 куб. см сахаристой жидкости, засеянной следами дрожжей, подвергается брожению при 20—25° в маленькой, емкостью на 10— 15 куб. см, цилиндрической воронке, которая соединена с краном баллона. Дрожжи быстро размножаются, вызывают брожение и образуют осадок дрожжей на дне воронки, над краном. Тогда открывается кран, и часть жидкости из воронки, попадая в баллон, выталкивает собой маленький дрожжевой осадок, который, таким образом, служит посевным материалом для сахарной жидкости сосуда. Подобным приемом можно ввести в сосуд любое малое, почти невесомое количество дрожжей. Засеянные дрожжи быстро размножаются и вызывают брожение, причем углекислый газ выделяется над ртутью. Менее чем через 12 дней сахар исчез, и брожение закончилось. На стенках баллона остался заметный дрожжевой осадок. Собранный и высушенный, он весил 2,25 г. Очевидно, в этом опыте вся масса образовавшихся дрожжей, если она нуждалась в кислороде для жизни, не могла поглотить кислорода больше, нежели то его количество, которое имелось вначале растворенным в сахарной жидкости до внесения ее в колбу.
350 ЛУИ ПАСТЕР Точные опыты, проведенные в моей лаборатории Роленом, установили, что сахаристое сусло, как и вода, при энергичном встряхивании с избытком воздуха быстро приходит в состояние насыщения. При этом оно всегда растворяет немного меньше воздуха, чем это делает чистая вода при тех же условиях температуры и давления. Беря коэфициенты растворимости кислорода в воде по таблицам Бун- зена, находим, таким образом, что при 25° один литр насыщенной воздухом воды содержит 5,5 куб. см кислорода. Та*шм образом, в трех литрах сахарной дрожжевой воды нашей колбы содержалось, если считать их насыщенными, 16,5 куб. см кислорода, или, по весу, меньше 23 мг. Это и есть максимальное количество поглощенного кислорода, Фиг. 88. Фиг. 89. использованное в условиях нашего опыта образовавшимися дрожжами при сбраживании 150 г сахара. Значение этого вывода станет нам позже гораздо более понятным. Повторим предыдущий опыт в следующих условиях. После наполнения колбы дрожжевой водой с сахаром подвергнем жидкость кипячению для удаления всего имеющегося в ней воздуха. Для этого поставим такой опыт. Баллон А (фиг. 88) помещают над газовым пламенем на треножнике, а чашку со ртутью заменяют фарфоровой выпаривательной чашкой, содержащей ту же бродильную жидкость, что и баллон, и также находящейся над газовой горелкой. Кипятят одновременно жидкости в баллоне и в чашке, затем охлаждают их вместе таким образом, что во время охлаждения баллона в него заходит жидкость из чашки. Вычислив в контрольном опыте по точному методу Шютценберже, с помощью гидросульфита натрия, количество кислорода, остающееся растворенным в жидкости после ее охлаждения, находим, что в 3 л приготовленной таким образом жидкости содержится менее 1 мг кислорода. Одновременно, для сравнения, проводим следующий опыт (фиг. 89). Берется баллон Д больше предыдущего, наполненный только наполовину тем же объемом сахаристой простерилизован- ной кипячением жидкости, что и баллон А. В воронку, отходящую вверх от баллона А, помещают несколько кубических сантиметров бродящей сахаристой жидкости. В разгар брожения, т. е. когда имеющиеся в сахаристой жидкости дрожжи находятся в молодом
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 351 и активном состоянии, поворачивают кран и тут же его закрывают; при этом в воронке оставляют немного жидкости и дрожжей. Этим приемом засевается жидкость в баллоне А. Вслед за этим засевают жидкость в баллоне В дрожжами, взятыми из воронки А. Чашку, в которую погружена изогнутая отводная трубка из А, заменяют чашкой, наполненной ртутью. Приводим наблюдения и результаты этих двух сравнительных опытов брожения. Бродильной жидкостью бъша дрожжевая вода с 5% сахара. Дрожжи принадлежали к виду Saccharomyces pastorianus. Засев сделан 20 января, и колбы помещены в термостат при 25°. Баллон А—б ез воздуха зрачной. Дрожжи на дне хорошо _ пл ту осели. Брожение началось 21 января. Не- 7 февраля брожение еще есть, но большое количество пенистой жид- очень слабое кости вышло через отводную трубку 9 февраля все еще очень слабое и покрыло ртуть. брожение, обнаруживаемое по мел- В течение следующих дней броже- ким пузырькам, поднимающимся из ние в разгаре. Дрожжи, примешан- глубины баллона, ные к пене, выделяющейся над ртутью Баллон В-с воздухом вместе с углекислотой, при обследо- вании имела прекрасный вид и оказа- 2} янваРя сметное развитие дрож- лись молодыми и почкующимися. же^* _. J В следующие дни активное броже- 3 февраля продолжающееся броже- ние с обильной пеной на поверхности ние обнаруживается по кучкам мел- жидкости. ких пузырьков, поднимающихся из 30 января никаких следов броже- глубины жидкости, ставшей про- ния. Так как в баллоне А брожение, хоть и слабое, длилось бы еще долго, а в баллоне В оно было закончено в несколько дней, я закончил оба опыта 9 февраля. Жидкости из А и В были слиты декантацией, а дрожжи собраны на взвешенных фильтрах. Они легко фильтровались, особенно дрожжи из баллона А, Микроскопическое исследование дрожжей непосредственно после декантации показало, что они в том и другом баллоне остались совершенно чистыми. Дрожжи из А были собраны в маленькие пачки, состоявшие из клеток-шариков с очерченными контурами. Эти клетки, судя по внешнему виду, легко могли бы начать размножаться при условии доступа воздуха. Как и можно было ожидать, жидкость из баллона В не содержала следов сахара, в баллоне же А сахар еще имелся (о чем можно было судить по незаконченному брожению) всего в количестве 4,6 г. При исходном содержании в три литра 5% сахаристой жидкости на баллон находим, что в баллоне В сброжено 150 г, а в баллоне А 145,4 г сахара. Вес дрожжей после высушивания при 100° равнялся: в баллоне В с воздухом—1,970 г, в баллоне А без воздуха—1,368 г. Соотношения получились следующие. В первом случае на единицу дрожжей приходится 76 частей сброженного сахара, во втором— 89 частей сброженного сахара. Эти данные позволяют сделать следующие выводы. 1. Бродильная жидкость (баллон В), содержавшая необходимое количество воздуха в растворенном состоянии (хотя и не до насыщения, так как жидкость подвергалась кипячению для удаления посторонних организмов) и находившаяся в соприкосновении с воз-
352 ЛУИ ПАСТЕР духом, дала значительно больший выход дрожжей, нежели жидкость (баллон А), вовсе не содержавшая воздуха или содержавшая лишь бесконечно малые его количества. 2. Слабо аэрированная бродильная жидкость была сброжена значительно быстрее другой. Через 8—10 дней в ней уже больше не оставалось сахара, в то время как другая даже через 20 дней содержала еще заметное количество сахара. Следует ли последний факт объяснить образованием в баллоне В большего количества дрожжей, нежели в баллоне А? Ни в коем случае. Вначале, когда имеется избыток воздуха, дрожжей образуется много, а сахара потребляется мало: Это мы сейчас докажем. Но дрожжи, образовавшиеся при доступе воздуха, активнее других.. Брожение обусловлено в одно и то же время развитием дрожжевых клеток и последующей жизнедеятельностью этих раз уже сформировавшихся клеток. Чем больше кислорода последние имели в своем распоряжении во время своего образования, тем более они просвечивают, тем в большей степени они молоды и тургесцентны, и тем больше их активность в отношении разложения сахара. Мы вернемся еще к этим фактам. 3. В баллоне без воздуха отношение дрожжей к сахару равно 1:89; в баллоне же с воздухом всегсклишь 1:76. Таким образом, отношение-веса образовавшихся дрожжей к весу сахара варьирует, и это колебание обусловлено наличием воздуха, возможностью поглощения дрожжами кислорода. Мы докажем без замедления, что дрожжи, подобно обычным'плесеням, способны поглощать кислород и выделять углекислоту и что кислород для этих растений принадлежит к числу наиболее усвояемых питательных веществ. Это связывание кислорода дрожжами, как и являющиеся следствием этого процессы горения, оказывают, как непосредственно, так и в случае последующего воздействия дрожжей на сахар в отсутствие кислорода воздуха, чрезвычайно заметное влияние на жизнь дрожжей, на размножение клеток и на их бродильную активность. В предыдущем опыте при отсутствии воздуха· есть одно обстоятельство, заслуживающее большого внимания. Опыт этот удается, т. е. дрожжи, засеянные в среду, лишенную кислорода, развиваются только тогда, когда они находятся в состоянии исключительной молодости. Что означает последнее выражение? Я уже раз давал объяснение по этому поводу, имея при этом в виду один отчетливо наблюдающийся факт. Засевают бродильную жидкость. Дрожжи^развива- ются, и наступает брожение. Оно длится несколько дней, после чего прекращается. Предположим теперь, что начиная со дня, когда брожение обнаруживается по образованию небольшого количества пены, из-за которой поверхность жидкости становится белой, извлекают через каждые 24 часа или реже пробы осевших на дно дрожжей с тем, чтобы они послужили посевным материалом для нового брожения при тех же условиях температуры, состава и объема жидкости. Все это проделывается в течение долгого времени и даже после того, как брожение заканчивается. Легко заметить, что первые признаки процесса в дочерних брожениях запаздывают тем больше, чем дальше отстоит момент взятия посевного материала от начала материнского брожения. Другими словами, время, потребное для прорастания клеток посевного материала и для образования того весового количества дрожжей, которое способно вызвать первые признаки брожения;
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 353 варьирует в зависимости от состояния посевного материала. Это вречмя тем более продолжительно, чем более удален момент взятия клето»к посевного материала от момента их образования. В этих опытах необходимо, чтобы порции последовательно взятых дрожжей были, по возможности, одинаковыми по весу или по объему, так как брожение, при прочих равных условиях, наступает тем скорее, чем большее количество дрожжей взято для засева. Сравнивая состояние последовательных дрожжевых проб под микроскопом, легко заметить нарастающие изменения в структуре клеток. Первая проба, взятая в начале материнского брожения, дает исключительно нежные и более крупные клетки, не встречающиеся в последующих пробах. Оболочка этих клеток чрезвычайно тонкая; протоплазма по консистенции и мягкости близка к жидкости, включения имеют вид едва различимых точек. В последующих пробах контуры клеток становятся более резкими, благодаря утолщению оболочки, плазма также делается гуще, включения обозначаются резче. Клетки, о которых мы говорим, взятые в крайних стадиях, отличаются друг от друга не меньше, нежели клетки одного и того же органа ребенка и старика. Эти последовательные изменения клеток, уже достигших определенной формы и объема, отчетливо доказывают наличие весьма интенсивного химического процесса, во время которого вес клеток нарастает, а объем существенно не меняется. Это явление я часто называл «продолжающейся жизнедеятельностью уже сформировавшихся клеток». Можно было бы сказать, что происходит процесс увеличения возраста клеток, аналогично тому, как взрослые организмы продолжают долго жить даже и после того, как они становятся неспособными к размножению и перестают изменяться в объеме. Установив это, я повторяю, мы констатируем, что для того, чтобы дрожжевые клетки размножались в бродильной жидкости в отсутствие кислорода, они должны быть исключительно молодыми, полными жизни и энергии. Они должны еще находиться под влиянием той жизненной активности, которой они обязаны кислороду, обусловившему их образование, и которую они, быть может, аккумулировали на известное время. Будучи более старыми, они с большим трудом размножаются без воздуха и все больше и больше стареют. Если они размножаются, то дают странные и уродливые формы. Будучи еще более старыми, они в среде, лишенной кислорода, остаются совершенно инертными. Это происходит не потому, чтобы они были мертвыми. Они вообще способны поразительно быстро регенерировать в той же жидкости, если ее перед засевом подвергнуть аэрированию. Я не удивлюсь, если в этот момент у внимательного читателя возникнут некоторые предвзятые мысли в отношении причин и объяснения тех великих тайн жизни организмов, которые наше незнание скрывает под выражениями молодость и старость. Но я не смею на этом дольше задерживаться. Заметим тут же, ибо это очень важно, что в производственных условиях, где всякое сусло и всякие дрожжи неизбежно подвергаются соприкосновению с воздухом, всегда есть момент в процессе брожения, когда дрожжи находятся в том состоянии исключительной молодости, о котором мы Еыше говорили и которое достигается благодаря влиянию свободного кислорода. Дрожжи быстро овладевают этим газом в момент своего формирования и приобретают то состояние молодости и активности, кэторое позволяет им позже жить Л. Пастер
354 ЛУИ ПАСТЕР 5ез доступа воздуха и проявлять свою бродильную способность- Поэтому при брожении в производственных условиях мы имеем обильно развившиеся дрожжи даже до того, как наступают первые внешние признаки брожения. В этой первой стадии дрожжи живут, главным образом, как плесени. Эти же наблюдения позволяют понять, почему в производственных условиях, при непрерывном притоке нового сусла, брожение может продолжаться неопределенно долгое время. Помимо того, что во время работы всегда в большей или меньшей степени вносится наружный воздух, содержащийся в новом сусле воздух также поддерживает жизненную активность дрожжей, подобно тому как дыхание поддерживает молодость и жизнь клеток при обмене веществ в организме. Если же воздух совершенно не обновляется, то жизненная активность, вначале приобретенная клетками под его влиянием,, все более и более истощается, и брожение может даже заглохнуть. Я расскажу об одном из результатов, полученных при засеве дрожжей более старых, нежели применявшиеся в опыте с баллоном А (фиг. 88, см. стр. 350), и, сверх того, при усилении мер предосторожностей для удаления воздуха. Для этого воздух из баллона и чашки удалялся кипячением, после чего, вместо того чтобы медленно охлаждать баллон, последний охлаждали искусственно, а чашку в это время продолжали подвергать кипячению. Далее, кончик отводной трубки колбы вынимали из продолжавшей кипеть чашки и погружали в ртуть. Что касается засева, то жидкость из цилиндрической воронки вносилась в баллон не в момент брожения, а после того, как брожение заканчивалось. И вот в этих условиях спустя три месяца брожение все еще продолжалось. Тогда опыт был закончен, и было найдено, что дрожжей образовалось 0,255 г, а сахара сброжено 45 г, т. е. что отношение веса дрожжей 0,255 Ι.. „ к сахару ■ ., = -тт™ . гост дрожжей в этом опыте, в силу исходного состояния клеток, протекал в таких затрудненных условиях, что клетки имели самые различные размеры. Имелись толстые и длинные трубчатые клетки, одни очень старые и зернистые, другие— более просвечивающие. Все они могли быть приняты за уродливые формы. Постановка опытов подобного рода наталкивается еще и на другие затруднения. Как бы ни была мала загрязненность дрожжей, засеваемых в неаэрированную бродильную жидкость, можно быть уверенным, особенно, если средой является дрожжевая водэ с сэхаром, что спиртовое брожение, даже если оно и наступит, быстро приостановится и что к нему присоединятся дополнительные виды брожений. Возбудители маслянокислого брожения размножаются, например, в этих условиях с чрезвычайной легкостью. Поэтому необходимыми условиями успеха является и чистота дрожжей в момент засева, и чистота жидкости в цилиндрической воронке, которою заканчивается трубка у крана. Чтобы с уверенностью выполнить второе условие, закрывают воронку, как указано на фиг. 88 (стр. 350), пробкой с двумя
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 355 отверстиями* Через одно отверстие проходит короткая трубка, закрытая каучуком и стеклянной пробочкой, через второе отверстие проходит оттянутая, длинная, тонкая и изогнутая трубка. Таким образом, воронка может функционировать как колба с двумя горлышками. В нее помещают несколько кубических сантиметров дрожжевой воды с сахаром, которую кипятят с целью удаления при помощи паров зародышей с поверхности стенок и других мест. Далее, после охлаждения жидкость засевают следами чистых дрожжей, вводимых через маленькую трубочку со стеклянной пробкой. Если эти меры предосторожности не приняты, то почти невозможно добиться успешного брожения в колбе, так как засеянные дрожжи тут же подавляются развитием анаэробных вибрионов. Сверх того, для большей уверенности можно прибавлять к бродильной жидкости в момент ее приготовления небольшое количество винной кислоты, вредной для мас- лянокислых вибрионов. Колебания в отношении между весом дрожжей и весом разложенного сахара заслуживают в высокой степени нашего внимания. Параллельно с только что описанными опытами мною был поставлен третий опыт в колбе С (фиг. 90), емкостью 4,7 л, устроенной аналогично нашим баллонам с двумя горлышками; это дает возможность предварительным кипячением удалить из бродильной жидкости посторонние зародыши и засеять ее в условиях требуемой чистоты. Дрожжевая вода с 5% сахара была взята всего лишь в количестве 200 куб. см, и поэтому слой жидкости вследствие большой емкости колбы оказался очень тонким. На другой же день после засева имелся уже значительный осадок дрожжей. Брожение закончилось через 48 часов. На третий день дрожжи были собраны после того, как был произведен анализ «газа, содержавшегося в колбе. С этой целью колба была поставлена в горячую водяную баню, а кончик изогнутой трубки подведен под колокол, наполненный ртутью. Газ содержал 41,4% углекислоты, после поглощения которой в оставшемся воздухе оказалось: кислорода 19,7 азота 80,3 100,0 Если принять в расчет объем колбы, то дрожжи поглотили минимум 50 куб. см кислорода. В жидкости сахара больше не оказалось, а вес дрожжей, высушенных при ЮО^, составлял 0,44 г. Отношение веса дрожжей к сахару: 0,44 _ 1 10 ~22,7 На этот раз, увеличив количество растворенного кислорода и то его количество, которое могло быть усвоено вначале и в течение 1 первых стадий развития дрожжей, мы приходим от отношения =^- ^ 1 найденного на стр. 351, к отношению ~~ ' Увеличим еще больше содержание кислорода, сделав диффузию газа еще более легкой, нежели в колбе, где воздух неподвижен, что является обстоятельством неблагоприятным, потому что первые же порции углекислого газа образуют на йоверхности 23*
356 ЛУИ HACTEÏ» жидкости неподвижный слой, устраняющий кислород. Для этого я применял плоские кюветы с дном из зеркального стекла и слегка приподнятыми стеклянными краями. Слой жидкости имел всего лишь несколько миллиметров высоты (фиг. 91). Вот один из этих опытов. 16 апреля 1860 года следами пивных дрожжей (верхнего брожения) засевается 200,0 куб. см сахаристой жидкости, содержащей 1,720 г сахара. Начиная с 18 апреля дрожжи отлично развиваются и имеют прекрасный вид. После прибавления нескольких капель концентрированной серной кислоты, с целью заметного замедления брожения и более легкого фильтрования, их собирают. Определяя при помощи жидкости Фелинга оставшийся в фильтрате сахар, находим, что исчезло 1,04 г сахара. Вес дрожжей, высушенных при 100°; равен 0,127 г, откуда отношение веса 0,127 1 дрожжей к весу сброженного сахара ■ = ^-г—величина гораздо большая, нежели предыдущая. Можно еще больше увеличить это отношение, укорачивая насколько возможно время брожения после засева. Дрожжи, слагаясь из отделяющихся друг от друга почкующихся клеток, быстро образуют густую массу на дне сосудов. Таким образом, при'непрерывном оседании клеток растворенный в жидкости кислород воздуха поглощается верхними клетками, в то время как нижние, прикрытые клетки лишены кислорода и перерабатывают сахар без того, чтобы этот газ принимал участие в их жизни,— обстоятельство, которое должно снижать интересующее нас отношение. Итак, возобновим опять предыдущий опыт, закончив его тут же, как только образуются дрожжи в достаточном для учета коли- Г" ,.,. i Фиг. 91. честве, что наступает черей 24 часа после засева жидкости невесомым количеством дрожжей. На этот раз отношение веса дрожжей к сахару: 0,024 _ 1 0,098"" 4* Это — самое высокое отношение, какое я мог получить. В этих условиях брожение сахара было одним из наиболее слабых. Это почти то отношение, которое дают обычные аэробные плесени. Выделенная углекислота образовалась в значительной степени за счет процессов горения, обусловленных ассимиляцией кислорода воздуха. Дрожжи в этом случае живут и работают наподобие плесеней. Они больше не являются, так сказать, бродильными организмами и, возможно, ими и не сделались бы, если бы окружить каждую клетку в отдельности необходимым ей воздухом. В этом—очевидный смысл описанных выше явлений, с которыми к тому же следует сопоставить явления, описываемые нами дальше на стр. 364, в связи с жизнью дрожжей за счет молочного сахара. Разрешу себе в этом месте отступление69. В работе о брожениях, недавно опубликованной Шютценберже*, * Schutzeberge г.—Les fermentations. Paris, 1875.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 357 автор критикует выводы, сделанные мною из предыдущих опытов, и оспаривает объяснение, даваемое мною явлениям брожения. Нетрудно указать слабое место в рассуждениях Шютценберже. Я определяю бродильную способность фермента (le pouvoir du ferment) отношением сброженного сахара к весу образовавшегося фермента. Шютценберже утверждает, что этим я создаю «спорную гипотезу». Он же считает, по его словам, гораздо более естественным оценивать эту способность, или, как он говорит, энергию фермента, количеством сахара, разложенного единицей веса дрожжей в единицу времени. И так как из моих опытов следует, что дрожжи обладают очень высокой активностью, если имеют в своем распоряжении кислород, и что в этих условиях они могут разложить много сахара в короткое время, то Шютценберже делает заключение, что дрожжи, как бродильный организм, при наличии воздуха обладают большей энергией, гораздо большей, нежели та, которую они проявляют в отсутствие воздуха, когда они разлагают сахар очень медленно. Короче говоря, он склонен извлечь из моих наблюдений вывод, противоположный тому, какой я делаю сам. Шютценберже не учел, что бродильная способность фермента не зависит от времени, в течение которого он действует. В один литр сахаристого сусла я вношу следы дрожжей. Последние размножаются и разлагают весь сахар. Будет ли эта химическая работа разложения сахара выполнена в один день, в один месяц или в один год,—это решительно ничего не меняет в количественной оценке работы. Не меняет в том же смысле, в каком механическая работа поднятия тонны груза от земли до вершины дома не изменится, если потраченное усилие будет совершено в 12 часов вместо одного часа. Понятие времени не* входит в определение работы. Шютценберже, видно, не заметил, что, вводя фактор времени в определение бродильной способности фермента, он тем самым ввел туда фактор жизненной актиЕЭ ности клеток, не зависящий от характера организма как возбудителя брожения. Вне учета отношения, существующего между весом разложенного, годного к брожению вещества и весом образовавшегося фермента, нет оснований говорить ни о процессах брожения, ни о самих ферментах. Только потому, что в некоторых химических процессах это отношение найдено очень высоким, и было обращено внимание на явления брожения и на ферменты. Но время, в течение которого эти явления протекают, не имеет никакого отношения ни к их природе, ни к их энергии. Клетки каких-либо дрожжей могут затратить 8 дней для регенерации и размножения, но они же могут затратить на это всего лишь несколько часов. Если ввести фактор времени для характеристики бродильной способности дрожжей, то придется сказать, что эта способность в первом случае равна нулю, а во втором—значительна. Между тем речь идет об одном и том же организме, об одном и том же ферменте. Шютценберже удивляется, что брожение может иметь место в присутствии кислорода, тогда как, согласно моим взглядам, разложение сахара является следствием питания дрожжей за счет содержащего кислород соединения, заменяющего свободный кислород. В присутствии кислорода, говорит он, брожение должно было быть, по крайней мере, «замедленным». Почему бы ему сделаться замедлен* ным, раз я доказал, что в присутствии кислорода жизненная актив*
358 ЛУИ ПАСТЕР ность клеток возрастает? Оно не должно быть замедленным в смысле скорости действия. Оно должно быть ослабленным, уменьшенным в смысле мощности (comme puissance), что в точности и происходит. Свободный кислород придает дрожжам большую жизненную активность, но в этот самый момент их бродильная способность (son pouvoir) стремится к нулю,потому что они приближаются к состоянию, при котором они смогут жить наподобие плесени, т. е. к тому состоянию, при котором отношение веса разложенного сахара к весу образовавшихся клеток будет того же порядка, что и у организмов, не являющихся возбудителями брожения. Резюмируя сказанное несколько в иной форме, можно со всей строгостью, на основании всей совокупности наблюдавшихся мной фактов, заключить, что дрожжи, живущие в присутствии кислорода π усваивающие его в той мере, в какой это необходимо для их полного питания, перестают быть бродильным организмом в абсолютном смысле этого слова. Тем не менее, образовавшиеся в этих условиях дрожжи, помещенные в среду с сахаром, разложат β отсутствие воздуха в течение данного промежутка времени больше сахара, нежели в любом другом своем состоянии. И это потому, что дрожжи, развившиеся при доступе воздуха, т. е. при максимальном количестве свободного кислорода, которое они могли ассимилировать, будут обладать большей молодостью и жизненной активностью, нежели развившиеся в отсутствие или при недостатке воздуха. Шютценберже желает при измерении силы бродильной способности фермента ввести эту активность с помощью фактора времени. Но он забывает, что дрожжи могут проявить такой максимум энергии только при условии радикального изменения своего образа жизни, при том именно условии, что в их распоряжении не будет больше воздуха, т. е. при условии, что они не будут больше дышать свободным кислородом. Другими словами, когда сила дыхания станет равной нулю, бродильная способность будет максимальной. Шютценберже утверждает как раз обратное (стр. 151 его работй), и этим он без всяких оснований приходит в противоречие g фактами. Рост дрожжей в присутствии избытка воздуха протекает с исключительной активностью. Об этом можно судить уже по относительно значительному весу дрожжей, образующихся в течение нескольких часов. Микроскоп еще лучше выявляет эту активность по энергии почкования и молодому виду всех клеток. Фиг. 92 изображает дрожжи из последнего опыта в момент его окончания. Ничто здесь не дано соображением*. Все группы клеток срисованы с натуры. Не лишено интереса напоминание о том, что предыдущие результаты были быстро использованы промышленностью. На хорошо управляемых винокуренных заводах принято аэрировать сусло и соки <с целью лучшей их подготовки к брожению. Разбавленную водой мелассу приливают в виде тонких струй в момент прибавления дрожжей. Сооружены заводы, главной целью которых является приготовление дрожжей. Сахаристое сусло, смешанное с закваской, оставляют на открытом воздухе в неглубоких чанах, чтобы увеличить поверхность сусла. Этим в больших масштабах осуществляют усло- * Этот рисунок сделан с увеличением в 300 раз, в то время как почти все рисунки этого труда даны с увеличением в 400 раз.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 359 вия моих описаных выше опытов 1861 года по быстрому и легкому размножению дрожжей при соприкосновении с воздухом. Попробуем теперь определить объем кислорода, поглощенного определенной навеской дрожжей в том случае, когда дрожжи живут в соприкосновении с воздухом, и подберем условия, при которых поглощение воздуха будет относительно и легким и обильным, С этой целью опыт в колбе с широким дном (стр. 354) был повторен в колбе В (фиг. 93), представляющей не что иное, как колбу А (фиг. 93), горлышко которой было оттянуто и запаяно на огне после того, как туда введен был тонкий слой сахаристого сока, засеянный следами чистых дрожжей. Приводим результаты одного опыта. Взято 60,0 куб. см дрожжевой воды с 2% сахара и следами дрожжей. После 15 часов пребывания при температуре 25° оттянутый конец был введен под колокол, заполненный ртутью, и отломан. Определенное количество газа выделилось и было собрано под колоколом. Для 25 куб. см этого газа получено после поглощения едким калием 20,6 куб. см и после поглощения пирогалловой кислотой— 17,3 куб. см. Принимая в расчет оставшийся свободным объем колбы, *§*> В А Фиг. 92. Фиг. 93. равный 315 куб. см, получаем в результате 14,5 куб. см поглощенного кислорода. Что касается сухого веса дрожжей, то он составлял 0,035 г. Следовательно, для образования 35 мг дрожжей мы имели от 14 до 15 куб. см поглощенного кислорода, даже при том допущении, что дрожжи целиком развились под влиянием этого газа. Это соответствует, по крайней мере, 414 куб. см кислорода на 1 г дрожжей*. Столь значительным является объем кислорода, минимально необходимый для жизни дрожжей, при условии, что последние способны ассимилировать этот газ свободно, как это делает обычная плесень. Вернемся теперь к первому опыту этого параграфа (стр. 349), где колба, наполненная тремя литрами бродильной жидкости, подвергалась брожению и дала 2,25 г дрожжей, сумевших испольеовать не больше 16,5 куб. см кислорода.Если бъ1 эти 2,25 г дрожжей могли жить только при наличии кислорода, другими словами, если бы их клетки могли размножаться только при поглощении свободного кислорода, то, согласно только что сказанному поглощение не могло быть меньше 414 куб. смх2,25, т. е. 931,5 куб. см. Подавляющая часть этих 2,25 г дрожжей размножилась, очевидно, в анаэробных условиях. * Эта величина, вероятно, слишком мала, ибо невозможно, чтобы дрожжи* даже в имевшихся исключительных условиях, живя частично без воздуха (так как клетки прикрывают друг друга), не увеличились в весе. Как бы ни ставить опыт, вес дрожжей должен быть двоякого происхождения: он частью связан «с жизнью при наличии воздуха, частью—с жизнью без воздуха. Можно было бы допытаться еще больше уменьшить продолжительность опыта; тогда жизнь дрожжей еще более приблизилась бы к жизни обычных плесеней.
360 ЛУИ ПАСТЕ Ρ Обычные плесени также требуют значительных количеств кислорода для своего развития. В этом легко убедиться, заставляя расти плесень в закрытом сосуде, наполненном воздухом, взвешивая затем вес образовавшегося растения и измеряя объем поглощенного кислорода. Для этого берется изображенная на фиг. 36 (см. выше, стр. 254) колба, емкостью около 300 куб. см, содержащая жидкость, годную для жизни плесеней. Колбу кипятят и закрывают оттянутый кончик после того, как пары полностью или частично вытеснят воздух. После этого ее вскрывают в саду или в помещении. Если в нее проникает спора плесени,—а это, если мы не имеем дела с исключительными обстоятельствами, всегда случается с определенным количеством колб,—то плесень здесь развивается и мало-помалу поглощает весь кислород воздуха колбы. Измеряя объем этого воздуха—это легко сделать—и взвешивая в сухом состоянии вес образовавшегося растения, узнают, сколько определенный вес мицелия плесени или мицелия вместе с органами плодоношения поглощает свободного кислорода. В одном из опытов подобного рода, в котором растение было взвешено через год после своего развития, я нашел для 0,008 г мицелия, высушенного при 100°, величину поглощения, достигавшую не меньше 43 куб. см кислорода при 25°. Впрочем, эти величины заметно варьируют в зависимости .от природы плесеней, а также от большей или меньшей активности их развития. Наблюдающиеся при этом усложнения вызваны побочными процессами горения того же рода, которые связаны с жизнедеятельностью Mycoderma oceti и νίηί. Именно этой причине следует, несомненно, приписать значительное поглощение кислорода в последнем опыте*. Выводы, вытекающие из всей совокупности предыдущих фактов, никому не должны казаться сомнительными. Что касается меня, то я не в состоянии не видеть в них основы истинной теории брожения. В только что изложенных опытах брожение, вызванное дрожжами, т. е. ферментами в собственном смысле этого слова, представилось · нам, как прямое следствие процессов питания, ассимиляции, короче говоря, жизни, совершающейся без свободного кислорода. Теплота, затраченная этим процессом, необходимо должна быть заимствована из разложения бродильного материала, т. е. содержавшего сахар вещества, которое выделяет, подобно взрывчатым веществам, тепло при своем разложении. Таким образом, брожение, вызываемое дрожжами, оказывается существенным образом связанным с присущей * В тех опытах,где плесени долго остаются в сахаристом сусле без соприкосновения с кислородом (ибо кислород быстро поглощается в процессе жизни растения, как это показано в примечании на стр. 54 моей работы «Mémoire sur- les générations dites spontanée»), в заметных количествах образуется спирт, несомненно, по той причине, что растение после поглощения кислорода не теряет сразу жизненной активности. Баллон емкостью в 300 куб. см, содержавший 100 куб. см виноградного сусла, был открыт после того, как кипячением удалили воздух, и тотчас же снова закрыт 15 августа 1873 года. Благодаря самопроизвольному заражению здесь развилась зеленая плесень, обесцветившая первоначальную желто-бурую жидкость. В осадке оказались крупные, блестящие, подобно алмазам, кристаллы нейтральной виннокальциевой соли. К концу года, спустя долгое время после смерти растения, жидкость подверглась изучению. Она содержала 0,3 г спирта· и 0,053 г растительной массы, высушенной при 100°. Было установлено, что в момент открытия баллона споры плесени оказались мертвыми. При высеве они совершенно не развились.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 361 этим маленьким одноклеточным растениям способностью как бы дышать кислородом, связанным с сахаром. Их бродильная сила (puissance fermentescible), которую не следует смешивать с бродильной активностью (activité fermentescible), или интенсивностью разложения за определенный промежуток времени, значительно варьирует в двух пределах, обусловленных самым большим и самым малым возможным участием свободного кислорода в процессах питания этого растения. Если последнее снабжается свободным кислородом в достаточно большом количестве, потребном для жизни, питания и процессов горения при дыхании, другими словами, если его заставляют жить наподобие всех настоящих плесеней, то оно перестает быть бродильным организмом, т. е. отношение веса растения к весу сахара, являющегося его основной углеродистой пищей, становится величиной того же порядка, что и у плесеней*. Напротив, если устраняют всякое влияние воздуха на дрожжи и заставляют их развиваться в содержащей сахар среде, лишенной свободного кислорода, то дрожжи в ней размножаются менее активно, но так, как если бы воздух имелся там в наличии. В таком случае природа их, как бродильных организмов, выражена сильнее всего, и тогда существует наибольшее расхождение, при прочих равных условиях, между весом образовавшихся дрожжей и весом разложенного сахара. Наконец, если кислород имеется в разных количествах, то можно заставить бродильную силу дрожжей пройти через все промежуточные ступени, заключенные между двумя только что отмеченными крайними пределами. Мне кажется, нельзя лучшим образом установить, что брожение находится в прямой связи с жизнью, протекающей в отсутствие-свободного кислорода или же при наличии таких количеств этого газа, которые недостаточны для всех процессов питания и ассимиляции. И какое более очевидное доказательство могло бы лучше иллюстрировать эту теорию, нежели изложенный в главе IV факт? Мы там видели, что обычные плесени приобретают характер фермента, если заставить их жить без воздуха или при наличии таких количеств последнего, которые слишком малы, чтобы органы их были окружены этим газом настолько, насколько это необходимо для жизни аэробных растений. Таким образом, ферменты обладают лишь в более высокой степени свойством, присущим многим, если не всем, обычным плесеням и, возможно, в большей или меньшей степени даже всем живым клеткам. Это—свойство быть одновременно и аэробами и анаэробами, в зависимости от условий, в которые их помещают. Нетрудно понять, почему дрожжи спиртового брожения в качестве аэробных растений никогда не привлекали к себе внимания. Они культивировались только в отсутствие воздуха, в глубине жидкостей, быстро насыщающихся углекислым газом. Воздух притекает к ним лишь в первые стадии развития их зародышей и без ведома экспери- * Я нахожу в цитированном мемуаре Ролена: «Наименьшее отношение веса сахара к весу организованного вещества, к весу плесени, образованию которой он 10 способствует, выражается через ô~n = 3,1». [R а и 1 i η (J.).—Études chimiques- sur la végétation. Recherches sur le développement d'une mucédinée dans un milieu artificiel. Paris, 1870, p. 192.) Для дрожжей же, как было видно, мы могли дойти до отношения 4,0.
362 ЛУИ ПАСТЕР ментатора. Как анаэробные растения они проявляют свою жизнедеятельность и активность в течение длительного времени. Чтобы сделать очевидной жизнь дрожжей спиртового брожения под влиянием свободного кислорода, мы должны прибегнуть к постановке специальных опытов. Между тем их существование в отсутствие воздуха в глубине жидкостей само бросается в глаза. Сверх того, последствия подобного существования замечательны благодаря получающимся в итоге продуктам и благодаря столь важным производствам, обязанным дрожжам своим существованием. Для обычных плесеней мы имеем обратное. Если специальные экспериментальные установки и нужны здесь, то уже для того, чтобы исследовать их способность существовать (в течение короткого времени) без соприкосновения с воздухом. Их легкое развитие под влиянием этого газа поражает нас. Точно так же вызываемое ими разложение сахаристых жидкостей, являющееся следствием жизни без воздуха, едва заметно и остается пока без практического использования. Напротив, их аэробная жизнь с дыханием и горением, обусловленным свободным кислородом, легка и длительна. Она поражает даже наименее наблюдательного. Но я убежден, что наступит время, когда плесени, благодаря своей способности разлагать органическое вещество, войдут в некоторые виды производства. С явлениями этого рода связано превращение спирта в уксус (в уксусном производстве) и образование дубильной кислоты плесенями влажных чернильных70 орешков*. По поводу последнего можно обратиться к важной работе ван-Тигема**. Способность жизни без кислорода сопровождается у разных плесеней морфологическими изменениями, тем более глубокими, чем сама эта способность сильнее развита. Эти изменения вегетативных форм почти незаметны у Pénicillium и Mycoderma vini, но у Aspergillus они обнаруживаются по несомненной тенденции к увеличению диаметра погруженных гиф мицелия, по появлению более сближенных, перегородок в гифах, что часто симулирует цепочки конидий.* Эти изменения сильно выражены у Мисог, гифы которого, вздутые и с частыми перегородками, образуют цепочки рассыпающихся и почкующихся клеток, что приводит к постепенному образованию клеточных скоплений. Если как следует вникнуть, то и дрожжи обнаруживают те же свойства. Можно ли при внимательном разборе найти что-либо более сходное с мукором таблиц V и VI (см. фиг. 43 и 44, стр. 284 и 235), нежели Saccharomyces (см. фиг. 62 и 66, стр. 311 и 318)? Разве мы не видим в том и другом случае ветвистые цепочки из длинных клеток или члеников, более или менее суженных, а на междоузлиях * Я надеюсь в будущем показать, что процессы горения, вызываемые плесенями, приводят при некоторых гниениях к значительному выделению аммиака и что регулируя их работу, возможно заставить их извлечь азот в этой форме из органических остатков. Аналогично этому^было^бы возможно, угнетая жизнедеятельность этих маленьких растений, значительно повысить содержание нитратов в искусственных селитрянницах. Выдерживая влажные куски хлеба в токе воздуха и выращивая на их поверхности различного рода плесени, мне удавалось получать большие количества аммиака, образующиеся вследствие сжигания этими плесенями углеводов. Гниение спаржи и многих других растительных и животных продуктов дало мне аналогичные результаты п. ** Van-Tieghem (Ρ h.).—Recherches pour servira l'histoire physiologique des mucédinées. Fermentation gallique. Annales scientifiques de l'École Normale supérieure, 6, 1869, p. 27—59.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 363 более короткие членики или клетки, которые отделяются и начинают самостоятельно почковаться? Чем меньше имеется кислорода, тем сильнее выражена тенденция к образованию почкующихся клеток, которые быстро отделяются друг от друга и разъединяются. Кто бы мог поверить, видя под микроскопом мукоровые дрожжи (таблица VI), что они произошли от того обычного Мисог, который везде находят с его тонкими, прямыми и ветвистыми нитями, смотря по разновидности, заканчивающимися маленькими круглыми головками, содержащими споры? Точно так же в дрожжах таблицы XI (см. фиг. 59, стр. 307) нельзя было бы узнать ветвистые формы, изображенные на фиг. 62 и 66. Когда вытекающие из теоретических идей экспериментальные выводы подтверждаются всеми фактами, вновь признанными наукой, и когда они все больше и больше овладевают умами, несмотря на свою кажущуюся с первого взгляда неправдоподобность, то это с большой вероятностью говорит в пользу правильности теоретических положений. Таков характер и только что изложенных идей. Я их высказал в 1861 году. Они со временем не только не обесценились, но способствовали даже предвидению новых фактов. Их гораздо легче защищать сегодня, чем это можно было сделать 15 лет назад. Впервые они были выражены в различных статьях, представленных мною Химическому обществу в Париже, именно на заседаниях от 12 апреля и 28 июня 1861 года, и в сообщениях Академии наук. Не лишено будет интереса процитировать здесь полностью мое сообщение в Bull, de la Soc. chimique de Paris от 28 июня 1861 года, озаглавленное: «Влияние кислорода на развитие дрожжей и на спиртовое брожение». «Дастер излагает результаты своих исследований о брожении «сахара и развитии дрожжевых клеток в зависимости от того, протекает ли это брожение в отсутствие или в присутствии свободного кислорода. Эти опыты не имеют ничего общего с опытами Гей-Люссака над виноградным суслом, выдавленным в отсутствие воздуха и затем приведенным в соприкосновение с кислородом. «Вполне сформировавшиеся дрожжи могут почковаться и развиваться в сахаристой и содержащей белок жидкости, при полном отсутствии кислорода или воздуха. В этом случае образуется мало дрож- жей.и исчезает сравнительно очень большое количество сахара, от 60 до 80 частей на единицу образовавшихся дрожжей. Брожение в этих условиях протекает очень медленно. «Если опыт поставлен при наличии большой поверхности и при доступе воздуха, то брожение идет быстро. На одно и то же количество исчезнувшего сахара образуется гораздо больше дрожжей. Притекающий воздух отдает кислород, который поглощается дрожжами. Последние развиваются энергично, но их бродильные свойства в этих условиях обнаруживают тенденцию к исчезновению. В самом деле, мы находим только от 4 до 10 частей переработанного сахара на единицу образовавшихся дрожжей. Тем не менее, бродильная способность этими дрожжами удерживается и проявляется даже еще сильнее, если сахар подвергнуть их воздействию в отсутствие свободного кислорода. «Поэтому было бы естественно допустить, что когда дрожжи лроявляют себя как бродильный организм в отсутствие воздуха,
364 ЛУИ ПАСТЕР то они пользуются кислородом сахара, и именно таково происхождение их бродильной способности. «Пастер объясняет факт бурной активности в начале процесса брожения влиянием кислорода воздуха, растворенного в жидкости к моменту начала процесса. Автор нашел, сверх того, что пивные дрожжи, засеянные в белковую среду, например, в дрожжевую воду, размножаются и тогда, когда в жидкости нет ни следа сахара, лишь бы только кислород воздуха имелся в значительном количестве. В этих же условиях, но в отсутствие воздуха, дрожжи совершенно не почкуются. Те же опыты можно повторить с содержащей белок жидкостью, в которой растворен несбраживаемый сахар, например, обычный кристаллический молочный сахар. При этом получают результат того же порядка. «Дрожжи, образовавшиеся подобным образом в отсутствие сахара, не меняют своей природы. Они сбраживают сахар, если заставить их воздействовать на него в отсутствие воздуха. Следует, однако, заметить, что развитие дрожжей бывает очень затрудненным, если у них нет для питания годного для брожения материала. «В итоге, пивные дрожжи ведут себя совершенно так же, как обычное растение. Аналогия была бы полной, если бы обычные растения обладали таким сродством к кислороду, которое позволило бы им дышать с помощью этого элемента, полученного отщеплением от мало стойких соединений. В последнем случае, согласно Пастеру, они оказались бы бродильными организмами по отношению к этим веществам. «Пастер надеется осуществить это положение, т. е. подобрать условия, при которых некоторые низшие растения, живя в отсутствие воздуха и при наличии сахара, сбраживали бы его подобно пивным дрожжам». Это резюме и вытекающая из него точка зрения ничего не утеряли в своей точности. Как раз наоборот, время их подтвердило. Предвидения, выраженные в последних двух абзацах, получили ценное признание в недавних наблюдениях, сделанных Лешартье и Беллами, а также в моих собственных*. В связи с этим вопросом я должен остановиться на некоторых подробностях. Однако, прежде чем коснуться этого любопытного момента процессов брожения, мне необходимо подчеркнуть одно место в предыдущей цитате. Там было сказано, что дрожжи могут размножаться в белковой жидкости, содержащей несбраживаемый сахар, например, молочный. Вот один опыт этого рода. 15 августа 1875 года следами дрожжей засевается 150 куб. см дрожжевой воды, содержащей 2,5% молочного сахара. Раствор был приготовлен в одном из наших баллонов с двумя горлышками, с обычными для целей чистоты предосторожностями. Точно так же и дрожжи были безукоризненной чистоты. Спустя три месяца (15 ноября 1875 г.) я исследовал раствор на присутствие спирта. Его совершенно не оказалось. Что касается заметно развившихся дрожжей, то они, будучи собраны и высушены на фильтре, весили 0,050 г. Итак, вот условие, при котором дрожжи размножаются, не вызывая ни малейшего брожения. Они в этом случае являются плесе- * См. Pasteur.—Note sur la production de l'alcool par les fruits. Comptes rendus de Ρ Académie des sciences^J75^^872 p. 1054—1056. Примечание редакции французского издания.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 365 нями, поглощая кислород и выделяя углекислоту. В этом опыте остановку в развитии дрожжей следует, несомненно, отнести за счет возрастающего недостатка кислорода. Как только баллон наполнился углекислым газом и азотом, жизнь дрожжей зависела только от того количества воздуха, которое проникало в баллон благодаря изменениям температуры. Сохранило ли это растение, целиком развившееся как плесень, способность обнаружить еще признаки бродильного организма? Чтобы устранить это сомнение, я 15 августа 1875 года приготовил еще один баллон, подобный предыдущему. 15 ноября жидкость слили декантацией, а на оставшийся в баллоне дрожжевой осадок было налито пивное сусло. И вот, менее, чем через пять часов, в термостате, растение вызвало в сусле брожение, обнаружившееся по островкам пены на поверхности жидкости. Повторяю, что дрожжи в отсутствие воздуха совершенно не развиваются в среде, о которой идет речь. Ни от кого не должно ускользнуть значение этих результатов. Они ясно доказывают, что проявление способности вызывать брожение не является необходимым условием существования дрожжей. Они показывают, что дрожжи являются растениями, не отличающимися от обычных растений, и что они проявляют свою бродильную способность только в силу особых обстоятельств, при которых их заставляют жить. Они или являются ферментом или не являются им. И после того как они жили, совершенно не обнаруживая этого свойства, они готовы проявить его снова, будучи помещены в благоприятные условия. Итак, бродильная способность не присуща каким-то клеткам особой природы. Это не свойство определенной постоянной саруктуры, как, например, кислотность или щелочность химических соединений; это—свойство, зависящее от внешних об- стоятельртв и от способа питания организма. § 2. БРОЖЕНИЕ СЛАДКИХ ПЛОДОВ, ПОГРУЖЕННЫХ В УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ 72 Точка зрения на причины химических явлений брожения, к которой мы пришли, характеризуется простотой и имеет общее значение, достойное внимания. Брожение не является больше изолированным и таинственным актом, не поддающимся объяснению. Оно является следствием жизненного процесса, процесса питания, совершающегося в определенных условиях, отличных от тех, которые характеризуют жизнь всех обычных организмов, животных или растительных. К этим необычным условиям организмы могут приспособиться в большей или меньшей степени, и это заставляет отнести их к разряду ферментов в собственном смысле этого слова. Можно даже допустить, что способность к брожению свойственна всякому органу и всякой животной или растительной клетке, при том единственном условии, что в них происходит моментальный или более или менее длительный химический процесс жизни или процесс ассимиляции и диссимиляции, совершающийся без доступа свободного кислорода, т. е. с поглощением тепла, заимствуемого от разложения вещества, выделяющего при этом тепло. Следствием этих выводов является мысль о том, что у большинства живых организмов должны легко обнаруживаться явления
366 ЛУИ ПАСТЕ? брожения. Быть может, вообще не существует организмов, у которых все химические процессы исчезают нацело при внезапном прекращении жизни. Однажды, выражая эти мысли в моей лаборатории в присутствии Дюма, который был весьма склонен считать их правильными, я прибавил: «Я могу держать пари в том, что если я помещу кисть винограда в углекислоту, то в ней тотчас же образуются спирт и углекислота. Это явится результатом нового характера работы клеток, находящихся внутри ягод, и они будут вести себя наподобие дрожжевых клеток. Я проделаю этот опыт и завтра, когда Вы придете (к моему счастью, Дюма приходил тогда работать в мою лабораторию), я Вам о нем доложу». Мои предсказания сбылись* В присутствии этого знаменитого ученого и при его участии я стал искать в ягодах винограда .дрожжевые клетки. Найти их оказалось невозможным*. Ободренный этими результатами, я снова стал ставить опыты с виноградом, дыней, апельсинами, сливами, листьями ревеня, только что сорванными в саду Высшей нормальной школы. Во всех случаях в этих плодах, помещенных в углекислоту, шло образование спирта и углекислого газа. Вот те удивительные результаты, которые были получены в опытах со сливами сорта Monsieur**. 31 июля 1872 года я поместил 24 сливы под стеклянный колпак и вслед за тем наполнил его углекислотой. Сливы были сорваны накануне. Рядом с этим колоколом были положены еще 24 сливы, но уже ничем не покрытые. Через восемь дней, в течение которых из-под колокола выделилось заметное количество углекислоты, сливы были оттуда вынуты и сравнены с непокрытыми сливами. Разница * Чтобы установить отсутствие дрожжевых клеток в плодах, помещенных в углекислый газ, надо начать с осторожного снятия кожицы плода, позаботившись при этом, чтобы прилегаюшая к ней паренхима не касалась наружной поверхности кожицы. Организованные тельца, находящиеся на поверхности плода, могут при микроскопическом анализе ввести в заблуждение. Опыты с виноградом объяснили мне один общеизвестный факт, причина которого оставалась до сих пор неизвестной. Всякий знает, что вкус и аромат винограда, взятого из чана, в котором находятся сорванные с кисти и смоченные своим соком ягоды, сильно отличается от вкуса и аромата ягод нетронутой грозди. Виноград, пробывший в атмосфере углекислоты, имеет как раз такой вкус и запах, как виноград, вынутый из чана. Это объясняется тем, что в бродильных чанах грозди винограда оказываются моментально окруженными атмосферой углекислого газа и, следовательно, в них вызывается брожение, свойственное виноградным ягодам, помещенным в этот газ. Эти факты заслуживали бы исследования с практической точки зрения. Было бы интересно выяснить разницу между качеством вин, полученных, с одной стороны, из совершенно раздавленных ягод с насколько возможно более разъединенными клетками паренхимы и с другой стороны, из ягод в большинстве своем целых, как это бывает при обычной укладке винограда в чаны. Первое вино было бы лишено тех нелетучих и ароматических веществ, которые развиваются при упомянутом брожении в ягодах, находящихся в углекислом газе. Благодаря таким сравнительным исследованиям, о которых я говорю, можно было бы вывести a priori суждение относительно нового, мало изученного, но уже довольно широко распространенного применения давильных цилиндров с желобками для давки винограда. * * Я находил иногда небольшие количества спирта в плодах и других растительных органах, окруженных обычным воздухом, но это количество было всегда очень незначительно и, повидимому, случайного происхождения. Можно легко понять, что в толще плодов некоторые части их могут оказаться лишенными воздуха. В этом случае мы имеем для них такие же условия, как в плодах, погруженных целиком в углекислоту. Однако следовало бы посмотреть, не является ли спирт нормальным продуктом жизнедеятельности растений.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 367 оказалась поразительная, почти невероятная. Сливы, окруженные воздухом (давно известно из опытов Берара*, что в таких условиях плоды поглощают кислород воздуха и выделяют углекислоту почти в равных объемных количествах), стали очень мягкими, очень водянистыми и очень сладкими, сливы же из-под колокола оказались очень крепкими, твердыми, неводянистыми и потеряли много сахара. Когда их раздавили и подвергли перегонке, они дали 6,5 г спирта, т. е. более 1% от общего их веса. Можно ли установить лучше, нежели этими фактами, наличие в плодах значительной химической работы, такой работы, которая заимствовала необходимую для своего проявления теплоту из разложения заключающегося в клетках сахара? Действительно,—и это обстоятельство весьма достойно внимания,—ЕО всех таких опытах можно констатировать выделение тепла, источником которого являются плоды и другие органы, помещенные в углекислый газ. Теплоту эту можно иногда уловить просто рукой, трогая поочередно обе стороны колокола, при условии, если одна из них соприкасается с указанными выше объектами. Заметить ее можно еще и по водяным парам, сгущающимся в капельки на стенках колокола, не испытывающих непосредственного влияния тепла, выделяющегося при разложении сахара в клетках**. Словом, брожение есть явление общего характера. Это—жизнь без воздуха, жизнь без доступа свободного кислорода. Обобщая еще более, это—результат химического процесса, совершающегося за счет веществ, способных бродить и выделять теплоту при своем разложении. Процесс этот заимствует поглощаемую им теплоту из части тепла, освобождающегося при разложении бродящего вещества. Однако группа брожений в собственном смысле этого слова очень ограничена в силу небольшого числа веществ, способных разлагаться с выделением тепла и в то же время служить без доступа и действия воздуха источником питания для низших организмов. Это—еще одно вытекающее из теории следствие, Еесьма достойное внимания. В науке уже известны были факты, подобные упомянутым, указывающие на образование спирта и углекислоты в зрелых плодах при особых условиях, в отсутствие дрожжей. Эти факты были установлены в 1869 году Лешартье и его сотрудником Беллами***. *,В érar d.—Mémoire sur la maturation des fruits. Annales de chimie et de physique, 16, 1821, p. 153—183, 225—251. ** Я натолкнулся при этих исследованиях над живыми растениями, погруженными в углекислоту, на факт, подтверждающий уже приводившиеся мною данные относительно легкости, с которой развиваются без доступа воздуха ферменты молочнокислого и слизевого брожений и вообще все те организмы, которые я назвал ферментами болезней пива. Этот факт, следовательно, показывает, насколько эти организмы анаэробны. Если погружают свеклу, репу и т. п. в углекислоту, то в них появляется явно выраженное брожение. Через всю их поверхность начинает просачиваться очень кислая жидкость, и они наполняются дрожжами, молочнокислыми, слизевыми и др. Это указывает на опасность, с которой мы можем встретиться при хранении в ямах свеклы, поскольку воздух в этих ямах не обновляется, а первоначально находившийся там кислород поглощается либо плесенями либо в результате других химических процессов, связанных с отнятием кислорода. Я обращаю на это серьезное внимание фабрикантов свекловичного сахара. ***L»ecnartieret Bellam у.—Études sur le gaz produit par les fruits. Comptes rendus de Г Académie des sciences, 69, 1869, p. 356—360.—De la fermentation des fruits. Ibid., 466—469.
368 ЛУИ ПАСТВР В 1821 году в работе, весьма замечательной, особенно для той эпохи, в которой она появилась, Берар доказал несколько важных положений, относящихся к созреванию плодов. 1. Все плоды, даже еще зеленые, будучи выставлены на солнце, поглощают кислород и выделяют примерно такое же количество углекислоты. Это является условием их созревания. 2. Зрелые плоды, находящиеся в замкнутом пространстве, поглотив весь кислород и выделив примерно такое же количество углекислого газа, продолжают все же выделять углекислоту в заметных количествах, даже если они не обнаруживают никаких повреждений. Это происходит, по выражению Берара, «как бы в результате какого- то брожения»; при этом плоды теряют свой сахар, вследствие чего они кажутся более кислыми, хотя на самом деле их истинная кислотность по весу не увеличивается. В этой прекрасной работе и во всех последующих работах, касавшихся созревания плодов, два факта ускользнули от их авторов. Это те два факта, на которые впервые указали Лешартье и Беллами, а именно—образование в плодах спирта наряду с отсутствием в них дрожжевых клеток. Замечательно, что эти факты, как я это сейчас доказал,безусловно, предвиделись и вытекали из теории брожения, предложенной мною в 1861 году. Я счастлив добавить, что Лешартье и Беллами, не сделавшие вначале из-за осторожности никакого теоретического вывода из своей работы, целиком разделяют теперь мою точку зрения*. Не такова, однако, была логика тех ученых, с которыми у меня был спор в Академии наук, когда сделанное мною в октябре 1872 года в этой Академии сообщение заставило снова обратить внимание на замечательные наблюдения Лешартье и Беллами**. Особенно Фреми захотел видеть в этих наблюдениях подтверждение своей теории о полуорганизмах и осуждение моих взглядов. Однако, согласно, предшествующим, объяснениям и особенно моему сообщению от 1861 года, приведенному дословно в предыдущем параграфе, нельзя было бы Привести более убедительные факты в пользу идей, которые я поддерживаю, нежели те, о которых идет речь. Еще в 1861 году я вполне определенно заявил, что если бы были найдены растения, способные *' Вот что они говорят: «В сообщении, представленном Академии в ноябре 1872 г. [De la fermentation des fruits. Comptes rendus de l'Académie des sciences, 75, 1872, p. 1203—1206], мы опубликовали опыты, устанавливающие, что в плодах, содержащихся в закрытом сосуде без доступа кислорода воздуха, образуются углекислота и спирт, причем внутри плодов не удается находить спиртового фермента». «Связывая это логически с принципами своей теории брожений, Пастер считает, что образование спирта объясняется тем, что физическая и химиче- пая жизнь клеток плода продолжается в новых условиях, сходных с условиями жизни клеток фермента. Опыты, продолженные в течение 1872, 1873 и 1874 годов над различными плодами, дали результаты, которые, как нам кажется, находятся в согласии с этим положением и вполне его доказывают». [L е с h а г- tier etBellam у.—De la fermentation des pommes et des poires. Ibid., 79, 1874, p. 949—952]. ** Pasteu r.—Faits nouveaux pour servir à la connaissance de la théorie des fermentations proprement dites. Ibid., 75, 1872, p. 784—790. См. также дискуссию, котсрая последовала за этим [Oeuvres de Pasteur, t. II, p. 394 и след.] и Ρ a s t e\u г.—Note sur la production de l'alcool par les fruits. Ibid., 75, 1872, p. 1054—Юъб, где я говорю о наблюдениях, сделанных до меня Лешартье и Беллами в 1869|году.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 369 жить в присутствии сахара, без доступа воздуха, то эти растения сбраживали бы сахар наподобие пивных дрожжей. Именно так обстоит дело с плесенями, описанными в главе IV. То же мы имеем в отношении плодов в опытах Лешартье и Беллами и в моих собственных, Последние подтверждают данные Лешартье и Беллами и расширяют их в том смысле, что я доказываю внезапное, так сказать, образование спирта в плодах, погруженных в углекислоту. Окруженные воздухом плоды живут аэробно и не являются ферментами. Будучи же погружены в углекислоту, они живут анаэробно и сейчас же обнаруживают бродильные свойства по отношению к сахару, выделяя при этом теплоту. Видеть в этих фактах подтверждение теории о полуорганизмах, придуманную Фреми,—это поистине странная претензия. Вот, например, теория брожения винограда по Фреми: «Принимая здесь во внимание только спиртовое брожение*,— говорит он,—я считаю, что при образовании вина сам виноградный сок при соприкосновении с воздухом дает начало зернам дрожжей путем превращения белкового вещества. Пастер же утверждает, что дрожжи зарождаются от внешних зародышей, находящихся на кожице ягод винограда»**. Что может дать этой сплошь надуманной теории факт образования спирта и углекислоты в плодах, погруженных в углекислый газ? Согласно предыдущей цитате, взятой у Фреми, непременным условием превращения белкового вещества является соприкосновение с воздухом и раздавливание ягод. Здесь же мы имеем неразрушенные плоды в соприкосновении с углекислотой. Согласно моему мнению, высказанному, я повторяю, еще в 1861 году вовсе не ради необходимости что-либо защищать, любые клетки становятся способными вызвать брожение, когда их жизнь протекает в отсутствие воздуха. Таковы как раз условия опыта с плодами, погруженными в углекислоту. Жизнь не прекратилась внезапно в их клетках, а между тем они лишены воздуха. Следовательно, в них должно про- * Фреми прилагает теорию полуорганизмов не только к спиртовому брожению виноградного сока, но и ко всем другим брожениям. Вот выдержка из одного из его сообщений (Recherches sur les fermentations. Comptes rendus de l'Académie des sciences, 75, 1872, p. 973—981): «Опыты над проросшим ячменем. Они имеют целью установить, что когда ячмень оставляется в сахарной воде и дает последовательно спиртовое, молочнокислое/ маслянокислое и уксуснокислое брожение, то эти изменения вызываются ^ферментами, зарождающимися в самом зерне, а не атмосферными зародышами.' Эта часть моей работы охватывает более сорока различных опытов». Есть ли надобность добавлять, что это утверждение не покоится на каком- либо серьезном основании? Клетки ячменных зерен или их белковые вещества никогда не порождают ни клеток спиртовых дрожжей, ни клеток молочнокислых дрожжей, ни маслянокислых вибрионов. Эти ферменты, когда они появляются, происходят от зародышей этих организмов, распространенных или внутри зерен, или на их поверхности, или в употребляемой воде, или на поверхности стенок сосуда. Есть много способов доказать это. Вот один из них. Раз мои опыты доказали, что сахарная вода, фосфаты и мел очень легко дают молочное и маслянокислое брожение, то почему считать, что при замене мела ячменными зернами маслянокислый и молочнокислый ферменты получаются из зерен изменением их клеток или их белковых веществ? Конечно, нельзя утверждать, что они образуются из полуорганизмов, когда среда состоит из сахара, мела и фосфорнокислого аммония, из калия и магния, потому что в такой среде нет белковых веществ. Доказательство против полуорганизмов не прямое, но неоспоримое. ** F г е m у.—Comptes rendus de l'Académie des sciences, 73, 1871, p. 1425. Л. Пастер 24
370 ЛУИ ПАСТЕР исходить брожение. Более того, если разрушают плод, если перед тем, как погрузить в газ, его измельчают, то спирт не образуется, и никакого брожения не происходит. Так и должно быть, ибо жизнь уже невозможна в измельченном плоде. И что, наоборот, может значить такое измельчение для гипотезы о полуорганизмах? С точки зрения этой гипотезы измельченный плод должен был бы действовать так же или даже лучше, чем целый. Словом, нет ничего более противоречащего условиям проявления этой таинственной силы, называемой полу организмом^ нежели открытие определенных явлений брожения в плодах, окруженных углекислотой. В то же время теория, рассматривающая брожение как следствие жизни без воздуха, находит в этих фактах подтверждение одного из своих определенно выраженных предвидений, которое было ясно сформулировано еще в самом начале. Я считаю лишним останавливаться дальше на мнениях, не подтверждаемых никакими серьезными опытами. За границей теория превращения белковых веществ в организованные ферменты имела своих защитников (как, впрочем, и во Франции) еще задолго до того, как ее снова выдвинул Фреми. Теперь она потеряла там всякий кредит. Исследователи, с которыми считаются, не обращают больше на нее внимания. Можно сказать даже, что они над ней потешаются. Пытались также поставить меня в противоречие с самим собой, ибо в 1860 году я высказывался о невозможности существования спиртового брожения без одновременного появления, развития и размножения шариков (globules) или же без продолжения жизнедеятельности уже сформированных шариков*. Но нет ничего более правильного, чем эта мысль. И теперь, в результате пятнадцати лет исследований, последовавших за тем сообщением, о котором я напоминаю, * Pasteur.— Mémoire sur la fermentation alcoolique, I860. (См. настоящий сборник, стр. 44.—Ред.) Слово шарики употреблено здесь вместо слова клетки. С самого же начала моих исследований я пытался предупредить всякую неясность в изложении. Вот начало моего мемуара о спиртовом брожении: «Я называю спиртовым брожением брожение сахара под влиянием фермента, известного под названием пивных дрожжей. «Оно является тем брожением, которое дает нам вино и все спиртные напитки. Оно же послужило прототипом для множества аналогичных явлений, которые обычно называют брожением с последующим присоединением одного из основных продуктов того частного процесса, который рассматривается. «Из самой условности принятой номенклатуры следует, что выражением спиртовое брожение нельзя обозначать всякое явление брожения, при котором образуется спирт: могут встречаться различные виды брожения, обладающие этим общим признаком. «Если бы не пришли заранее к соглашению относительно того, какое из этих весьма различных явлений должно носить название спиртового брожения, это неминуемо повлекло бы за собой путаницу в терминологии, которая от слов перешла бы в область самих представлений и затемнила бы вопрос и без того слишком темный, чтобы его еще искусственно усложнять. «Всякие колебания относительно слов спиртовое брожение и их точного значения мне,впрочем, казались несостоятельными, так как эти слова употреблялись Лавуазье, Гей-Люссаком и Тенаром в применении к брожению сахара, вызываемому пивными дрожжами. Не следовать примеру этих знаменитых учителей, положивших начало нашим первым познаниям по этому вопросу, было бы опасно и не принесло бы никакой пользы».
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 371 я не скажу больше «я думаю», а «я утверждаю», что это так. Ведь в приведенной выше цитате дело шло о спиртовом брожении в собственном смысле этого слова, о брожении, которое дает, кроме спирта, еще углекислоту, янтарную кислоту, глицерин, летучие кислоты и др. Это брожение требует, действительно, присутствия дрожжевых клеток в тех условиях, о которых я только что упоминал. Ошибка моих противников основана на том, что они вообразили, будто брожение в плодах—это обычное спиртовое брожение, идентичное брожению, вызываемому пивными дрожжами, и что раз это так, то необходимо наличие дрожжевых клеток. Однако нет ничего менее обоснованного. Когда дело дойдет до точных измерений, то, как это уже следует из цифр, приведенных Лешартье и Беллами, окажется, что количественные соотношения спирта и углекислоты при брожении плодов далеко не таковы, как это наблюдается при спиртовых брожениях в собственном смысле этого слова. Так и должно быть, ибо.в одном случае бродильным началом являются клетки плодов, в другом же—клетки обычных дрожжей спиртового брожения. Я даже уверен, что каждый плод дает особую формулу брожения, отличную от формул других плодов73. Что же касается того, что клетки плодов вызывают брожение, не размножаясь, то это относится к случаю, который я выше определил выражением: продолжение жизнедеятельности уже сформировавшихся клеток. Я считаю необходимым закончить этот параграф несколькими замечаниями по поводу формул брожения. Эти замечания подсказаны мне, главным образом, толкованиями, вызванными фактом открытия брожения плодов, погруженных в углекислоту. Когда уподобляли брожение процессу разложения, совершающемуся под влиянием контакта, то должны были думать, и в самом деле думали, что для каждого брожения существует определенная неизменная формула. Теперь же, наоборот, следует принять, что формула брожения постоянно изменяется в зависимости от условий, в которых оно протекает. Нахождение этой формулы представляет такую же сложную проблему, как проблема питания живого организма. Каждое брожение может быть выражено общей формулой, подвергающейся, однако, тысяче изменений, вносимых условиями жизни в каждом частном cjyqae 74. Кроме того, один и тот же фермент может вызвать столько различных брожений, сколько веществ,- способных бродить, могут служить ему источником углеродного питания. Здесь мы имеем то же самое, что и у животных: формула питания изменяется в зависимости от характера пищи. Что же касается спиртового брожения, вызываемого различными дрожжами, то для определенного сахара будет существовать столько формул, сколько имеется таких дрожжей, будут ли это дрожжевые клетки в настоящем смысле этого слова или клетки органов живых организмов, действующих наподобие дрожжей. Это аналогично тому, как у различных животных, питающихся одной и той же пищей, формулы питания различны. По той же самой причине существует большое количество разных сортов пива. Они получаются из обычного пивного сусла при действии на него описанных нами выше многочисленных дрожжей спиртового брожения. 24*
372 ЛУИ ПАСТЕР Эти замечания относятся ко всем ферментам. Фермент масля- иокислого брожения, например, способен вызвать массу различных брожений, потому что он может заимствовать свое углеродное питание из самых разнообразных веществ—сахара, молочной кислоты, глицерина, маннита и пр. 75 Когда говорят, что каждое брожение имеет свой, присущий ему фермент, то надо понимать, что речь идет о брожении, рассматриваемом в связи с комплексом всех образующихся продуктов. Это утверждение не означает, что данный фзрмент не способен действовать на другое годное для брожения вещество и вызвать брожение совершенно иного характера. Совершенно неправильно было бы также утверждать, что наличие одного из продуктов брожения предполагает присутствие определенного фермента. Если находят, например, среди продуктов брожения спирт, и даже спирт вместе с углекислотой, то это еще не означает, что ферментом в этом случае должны быть дрожжи спиртового брожения в собственном смысле этого слова. Присутствие молочной кислоты не указывает также на непременное присутствие молочнокислых дрожжей. Различные брожения могут дать в результате один или даже несколько одинаковых продуктов. До тех пор нельзя утверждать, что имеют дело со спиртовым брожением, в собственном смысле этого слова, и что поэтому должны быть налицо пивные дрожжи, пока не будет установлено наличие всех столь многочисленных продуктов этого брожения, и притом в соотношениях, характерных для данных условий76.* В работах о брожении читатель часто встречается с неясностями, против которых я и стараюсь его здесь предостеречь. Только потому, что не приходили в голову указанные выше замечания, можно было поверить в противоречие между наличием брожения в плодах, помещенных в углекислоту, и моим прежним утверждением, высказанным в моей работе о спиртовом брожении в 1860 году. Я привожу его дословно: «Химический акт брожения—это, в сущности, явление, связанное с жизненным актом. Оно начинается и кончается вместе с ним. Я думаю, что не бывает никогда спиртового брожения (дело шло об обычном спиртовом брожении, вызываемом пивными дрожжами) без одновременного . образования, развития и размножения клеток (globules) или продолжающейся жизни клеток уже сформировавшихся77. Мне кажется, что совокупность результатов этой работы находится в полном противоречии со взглядами Либиха и Берцелиуса». Эти заключения остаются правильными, и они применимы так же хорошо к брожению плодов, которое было еще неизвестно в 1860 году, как и к брожению, вызываемому пивными дрожжами. Только когда имеют дело с плодами, ферментом являются клетки паренхимы в силу того, что их жизнедеятельность продолжается в углекислоте. В другом же случае (цитированном) ферментом являются дрожжевые клетки. Появлению в плодах брожения с образованием спирта в отсутствие дрожжей можно было бы удивляться только в том случае, * Ср. Ρ a s t е и г.—Ce qui caractérise une fermentation (рукопись, опубликованная после смерти Пастера). Comptes rendus de la Société de biologie, 87, 1922, 1310—1313. Примечание редакции французского издания.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 373 если бы оно вполне совпадало с обычным спиртовым брожением7 давая те же продукты и в тех же отношениях. Лишь по небрежности языка такое брожение было названо спиртовым, и это многих ввело в заблуждение*. Ни спирт, ни углекислота не находятся там в тех же отношениях, как при дрожжевом брожении. Если бы при этом обнаружили еще и янтарную кислоту, глицерин и небольшие количества летучих кислот и т. д.**, то все же относительные количества этих веществ были бы не такими, как при спиртовом брожении. § 3. ОТВЕТ НА КРИТИЧЕСКИЕ ЗАМЕЧАНИЯ НЕМЕЦКИХ ЕСТЕСТВОИСПЫТАТЕЛЕЙ ОСКАРА БРЕФЕЛЬДА И МОРИЦА ТРАУБЕ*** Истинный смысл теории брожения, к которой я пришел в предыдущих параграфах, заключается, главным образом, в утверждении, что все ферменты, в собственном смысле этого слова, составляют группу, организмов, способных жить вне соприкосновения со свободным кислородом. Эту теорию можно выразить кратко следующим образом. Брожение есть следствие жизни без воздуха. Если бы это утверждение не было точным, если бы дрожжевые клетки нуждались для развития и увеличения своего количества и веса, подобно всем растительным клеткам, в свободном или растворенном в жидкости кислороде, новая теория потеряла бы весь авторитет и даже смысл своего существования, по крайней мере по отношению к наиболее важному виду брожения. Это как раз то, что и хотел установить Оскар Брефельд**** в докладе 26 июля 1873 года в Физико-Медицинском обществе в Вюрцбурге. Этот доклад обнаружил большие экспериментальные способности автора, хотя, по-моему, он пришел к совершенно неправильным выводам. «Из только что описанных мной опытов,—говорит он,—без сомнения, вытекает, что дрожжи не могут размножаться без свободного кислорода. Гипотеза Пастера о том, что дрожжи, в противоположность всем остальным живым организмам, могут жить и размножаться за счет связанного кислорода, лишена прочного основания и всякой экспериментальной базы. Так как, кроме того, согласно теории Пас- * См., например, сообщение Colin et Poggiale и последовавшие за ним прениям Bulletin de l'Académie de Médecine от 16 и 23 февраля и от 2, 9 и 30 марта 1875 года. ** Я констатировал" раньше образование очень маленьких количеств летучих кислот при спиртовом брожении. Бешан (Comptes rendus de l'Académie des sciences, 56, 1863, p. 967—972, 1086—1088) изучал их и нашел среди них кислоты жирного ряда, уксусную и масляную... «Присутствие янтарной кислоты не случайно, а постоянно и, если оставить в стороне летучие кислоты, образующиеся, собственно говоря, в бесконечно малых количествах, то можно сказать, что янтарная кислота является единственной постоянно образующейся кислотой спиртового брожения» (Р a s t е и г.—Comptes rendus de l'Académie des sciences, 47. 1858, p. 224). *** Cm. Ρ a s t e и r.—Nouvelles observations sur la nature de la fermentation alcoolique. С r. de l'Acad. des sciences, 80, 1875, p. 452—457.—Note sur la fermentation à propos des critiques soulevées par les D-rs Bref eld et Traube. Ibid., 82, 1876 ρ .1078, 1079. **** jb r e f e ι d. (O.).—Untersuchungen uber Alkoholgàhrung. Verhandlungen der physikal.-medic. Gesellschaft zu Wurzburg, 1873, p. 163—178.—Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, 7, 1874, p. 281—283.
374 ЛУИ ПАСТЕ Ρ тера, явление брожения обусловливается как раз способностью дрожжей жить и развиваться за счет связанного кислорода, то отсюда следует, что вся теория, пользующаяся таким всеобщим признанием, оказывается не выдерживающей критики,—она просто неверна». Опыты, о которых говорит Брефельд, заключались в том, что он следил под микроскопом в специально приготовленной камере за одной или несколькими дрожжевыми клетками. Эти клетки находились в пивном сусле в атмосфере углекислого газа, лишенного малейших следов свободного кислорода. Но мы уже признали, что развитие дрожжей без доступа воздуха возможно* только у очень молодых форм. Автор же применил отбродившие дрожжи, и это было причиной его неудачи. Брефельд по неведению имел дело с таким состоянием дрожжей, когда клеткам для прорастания необходим свободный кислород. Если прочесть то, что я писал раньше относительно регенерации дрожжей в зависимости от их возраста, то видно будет, насколько может быть различно время, необходимое для такой регенерации. То, что правильно для состояния дрожжей на сегодняшний день, то может быть неверным завтра, потому что это состояние непрерывно меняется. Я давно установил, насколько энергично и легко идет развитие дрожжей в присутствии свободного кислорода, и я показал ту значительную роль, которую играет при начале брожения очень-маленькое количество кислорода, растворенного в бродящей жидкости. Как раз благодаря этому кислороду регенерируют клетки посевного материала; благодаря ему они снова получают способность почковаться и продолжать свою жизнедеятельность и размножение без воздуха. Одно простое рассуждение могло бы, мне кажется, предостеречь Брефельда от того толкования, которое он дал своим наблюдениям. Если дрожжевая клетка не может почковаться и размножаться без поглощения свободного или растворенного в жидкости кислорода, то отношение между весом образовавшихся дрожжей и весом использованного кислорода должно быть постоянным. Однако я совершенно ясно установил еще в 1861 году*, что это отношение сильно меняется. Этот факт находит также подтверждение в опытах, которые я описал в предыдущем параграфе. В результате поглощения небольших количеств кислорода вес дрожжей может значительно возрасти. С другой же стороны, если дрожжи имеют в своем распоряжении большие количества кислорода, то они поглощают его в большем количестве, и вес их увеличивается еще значительнее. Отношения между весом образовавшихся дрожжей и весом разложенного сахара колеблются в очень широких пределах; эти колебания зависят от большего или меньшего поглощения свободного кислорода. С моей точки зрения, это является одним из основных положений предлагаемой мной теории. Когда Брефельд объявил, что, по его мнению, дрожжи не могут обходиться без воздуха или кислорода и не могут ускользнуть от закона, господствующего над всеми живыми организмами, животными * Ср. Ρ a s t е и г.—Sur les ferments. Bulletin de la Société chimique de Paris, 1861, p. 61—63.—expériences et vues nouvelles sur la nature des fermentations. Comptes rendus de l'Académie des sciences, 52-, 1861, p. 1260—1234. Influence de l'oxygène sur le développement de la levure et la fermentation alcoolique. Bulletin de la Société chimique de Paris, 1861, p. 79—80. Примечание редакции французского издания.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 375 и растительными, он должен был бы вспомнить также, что дрожжи спиртового брожения являются не единственным живым организованным ферментом, который отмечен мной как анаэроб. В самом деле, ведь не существенно, каким именно ферментом пробита брешь в универсальности закона о необходимости для поддержания жизни свободного кислорода и непрерывного дыхания в соприкосновении с воздухом. Почему, например, Брефельд не считается с фактами, относящимися к вибрионам маслянокислого брожения? Без сомнения, он думал, что по отношению к ним я так же ошибся, как и по отношению к дрожжам. Прямые опыты, наверное, рассеяли бы его заблуждения 78. Те упреки, которые я направляю по адресу Брефельда, относятся и к Морицу Траубе, хотя в отношении основного момента критики Брефельда Траубе в Берлинском химическом обществе защищал как раз правильность моих результатов, доказав новыми опытами возможность жизни и развития дрожжей без доступа кислорода. «Мои исследования,—говорит он,—подтверждают бесспорно утверждение Пастера о том, что размножение дрожжей может иметь место в средах, не содержащих ни малейших следов свободного кислорода... Противоположное мнение Брефельда ошибочно». Но вслед за этим Траубе прибавляет: «Является ли это подтверждением теории Пастера? Нисколько. Результаты моих опытов показывают, наоборот, что эта теория не обоснована». Каковы же эти результаты? Установив возможность жизни дрожжей без воздуха, Траубе находит, как, впрочем, и я, что в этих условиях жизнь клетки очень затруднена. Он получал всегда только начало брожения и, вероятно, по двум причинам: с одной стороны, из-за случайного появления вторичных и болезненных брожений, часто останавливающих развитие спиртовых дрожжей, с другой же стороны—вследствие старости дрожжей, служивших для засева. Еще в 1861 году я сообщал о медленной и затрудненной жизни дрожжей без доступа воздуха, и сейчас, в предыдущем параграфе, я указывал, что брожения не заканчивались в таких условиях. Не отыскивая причин этих особенностей, Траубе выражается так: «Заключение Пастера о том, что дрожжи в отсутствие воздуха могут брать из сахара необходимый для их развития кислород, ошибочно, ибо размножение их останавливается, даже когда большая часть сахара еще не разложена. Именно белковые вещества смешанного состава употребляются дрожжами для своего развития в отсутствие воздуха». Это последнее заключение Траубе становится совершенно несостоятельным, если принять во внимание те брожения, где я совершенно исключал присутствие белковых веществ. Эти брожения идут тем не менее до конца в чистой минеральной среде без доступа воздуха. Мы можем подтвердить это неопровержимыми доказательствами*. * Взгляды Траубе вытекали из его собственной теории брожения—теории, как он это сам признает, гипотетической. Вот ее краткое содержание. «Ничто не мешает, следовательно, предположению, что протоплазма растительных клеток является сама химическим ферментом, вызывающим спиртовое брожение сахара, или что она содержит в себе такой фермент. Сила действия последнего связана, повидимому, с присутствием клетки, ибо до сих пор никакими средствами не удалось отделить фермент от клетки, не разрушив его. В присутствии воздуха этот фермент окисляет сахар, фиксируя на нем кислород. В отсутствие воздуха он его разлагает, перенося кислород из одной группы атомов молекулы сахара на другие атомы. Таким образом, получается, с одной стороны, продукт восстановления—спирт, с другой же—продукт окисления—углекислота».
376 ЛУИ ПАСТЕР § 4. БРОЖЕНИЕ ПРАВОВРАЩАЮЩЕГО ВИННОКИСЛОГО КАЛЬЦИЯ* Виннокислый кальций, несмотря на свою нерастворимость в водег сбраживается нацело в минеральной среде. Если внести в чистую воду порошок зернистого кристалличе- < ского виннокислого кальция, сернокислый аммоний и в очень небольших количествах фосфаты калия и магния, то в последующие дни в осадке возникнет самопроизвольное брожение, хотя раствор и не был ничем заражен. В этой жидкости самопроизвольно появляется живой организованный фермент, имеющий вид нитевидного, часто чрезмерно длинного вибриона с извивающимися движениями. Он развивается из какого-нибудь зародыша, сопутствующего неизбежным частицам пыли, взвешенным в атмосфере или оседающим на посуде и реактивах, которыми пользуются для опытов. Зародыши гнилостных вибрионов распространены всюду вокруг нас. Весьма вероятно, что один или несколько таких зародышей развиваются в среде, о которой идет речь, и вызывают разложение виннокислой соли. Из этой соли они заимствуют углеродное питание, без которого не могут обойтись; азот доставляется им аммиаком аммонийной соли, главные минеральные вещества—фосфатами калия и магния, а сера—сернокислым аммонием. До чего любопытно видеть зарождение организованности, жизни и движения в таких условиях! И особенно поразительно, что эта организованность, эта жизнь, это движение—все это появляется и совершается без участия свободного кислорода. После того как зародыш получил от кислорода первый толчок, последующие генерации без конца рождаются уже при полном отсутствии атмосферного воздуха. Этот факт следует твердо установить для доказательства того, что пивные дрожжи являются не единственным организованным ферментом, способным жить и развиваться без влияния свободного кислорода. В колбу емкостью в 2,5 л, форма которой изображена на фиг. 94, вносится: Нейтральный виннокислый кальций, кристаллический, ч гстый · 100 г Фосфорнокислый аммоний 1 ч » Траубе полагает, что этот химический фермент находится в дрожжах *и всех сладких плодах, но только в неповрежденных клетках; он сам констатирует, что хорошо раздробленные плоды не дают никакого брожения в углекислоте. В этом отношении воображаемый химический фермент совершенно отличался бы оттого, что называют растворимыми ферментами, ибо диастаз, эмульсин и др. могут быть легко выделены. Относительно всего, что касается идей Брефельда и Траубе и дискуссии, которая завязалась между ними по поводу результатов моих опытов, следует обратиться к Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft за 1874 год. Τ г a u b e (M. ).—Ueber das Verhalten der Alkoholhefe in sauerstoffgasfreien Medien. Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, 7, 1874, p. 872—887. В г e f e 1 d (O).—Bemerkungen zuder Mitteilung von M. Traube. Ibid., 7, 1874, p. 1067—1069. Τ г a u b e (M.).—Erwiderungauf die Bemerkungen des H. Oscar Brefeld.— Ibid. 7, 1874, p. 1756—1759.—Ueber das Verhalten der Alkoholhefe in sauerstoffgasfreien Medien. Nachtrag. Ibid., 8. 1875, p. 1384—1400 79. * Cm. Ρ a s t e u r.—Nouvel exemple de fermentation déterminée par des animalcules infusoires pouvant vivre sans gaz oxygèn libre, et en dehors de tout contact avec l'air de l'atmosphère.—Comptes rendus de l'Académie des sciences, 56, 1863, p. 416—421.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 377 Фосфорнокислый магний 1 г » калий 0,5 » Сернокислый аммоний 0,5 » После этого колбу совершенно заполняют дестиллированной водой. Чтобы удалить весь воздух, растворенный в воде и приставший к твердым частицам, колбу помещают в баню с хлористым кальцием, заключенную в большой цилиндрический жестяный сосуд, стоящий на огне. Отводная трубка колбы погружается в чашку из богемского стекла, на три четверти наполненную дестиллированной водой и также помещенную на огне. Жидкость в колбе и чашке кипятят достаточно долго, чтобы удалить весь воздух, в них заключающийся- После этого отставляют огонь из-под чашки, тотчас же покрывают находящуюся в нем воду слоем масла и дают остыть. На другой день закрывают пальцем открытый конец отводной трубки и погружают его в сосуд, наполненный ртутью. В опыте, который я опишу более подробно, колбу оставляли в таком положении две недели. Но если бы она осталась в этом положении и сотню лет, в ней все равно не появилось бы ни Фиг. 94. малейших следов брожения, ибо брожение виннокислой соли является следствием процесса жизни, а жизнь в колбе уже отсутствовала после кипячения. Когда в достаточной мере убедились, что в колбе не было признаков деятельности, ее быстро заразили следующим образом. Вся жидкость, находившаяся в отводной трубке, была удалена с помощью тонкой каучуковой трубки и заменена примерно 1 куб. см жидкости с осадком из другой такой же колбы, но в которой уже шло самопроизвольное брожение в течение двенадцати дней. После этого отводную трубку немедленно же заполнили прокипяченной и охлажденной в углекислоте водой. Эта манипуляция занимает только несколько минут» Отводную трубку снова погружают в ртуть и с этого момента больше не вынимают из-под ртути; так как она припаяна к колбе и нигде нет ни корковой, ни каучуковой пробки, то всякое проникновение в жидкость воздуха становится невозможным. То маленькое количество его, которое проникло при заражении, слишком незначительно. Кроме того, можно легко доказать, что оно для закваски скорее вредно, чем полезно. В этой закваске находятся взрослые организмы*, которые жили без воздуха и которые под действием его становятся больными и могут даже погибнуть* Как бы то ни было, чтобы избежать всяких возможных сомнений, в опытах, которые будут описаны в следующем параграфе, я удаляю и эту возможность аэрации, как бы мала она ни была. В последующие дни посевной материал размножается. Осадок виннокислой соли мало-помалу исчезает. При этом на его поверхности
378 ЛУИ ПАСТЕ Ρ и в глубине проявляется заметная деятельность. Осадок местами как бы приподнимается и покрывается черновато-серым вздутым олоем органического и студенистого вида. В течение нескольких дней, несмотря на указанный процесс, происходящий в осадке, выделения газа не замечается. Если же слегка встряхнуть колбу, то со дна ее поднимаются довольно большие пузырьки, находившиеся в осадке. Последние увлекают с собой некоторое количество быстро оседающих твердых частиц, в то время как сами пузырьки, поднимаясь, уменьшаются в размере и частично растворяются, ибо жидкость еще не насыщена газом. Очень малень- ние пузырьки успевают даже совершенно раствориться за то время, когда они проходят через толщу жидкости. Наконец, жидкость вполне насыщается газом, а виннокислая соль замещается мало-помалу бугристой коркой или прозрачными кристаллами углекислой извести, оседающими на дне и стенках сосуда. Заражение было произведено 10 февраля. 15 марта жидкость уже была близка к насыщению. Пузырьки начинали собираться в изогнутой части отводной трубки. Чтобы ни один выделяющийся пузырек газа не потерялся, не будучи собранным и измеренным, над ртутью, в которую погружена отводная трубка, помещается наполненная и перевернутая пробирка. С 17:го по 18-е выделение газа шло непрерывно. Он был собран в количестве 17,4 куб. см. Как этого и следовало ожидать на основании его полного растворения в начале опыта, он оказался чистым углекислым газом. Жидкость, помутневшая на другой день после заражения, стала, несмотря на выделение газа, такой прозрачной, что я мог читать оквозь горло колбы. Тем не менее очень активная работа происходила в осадке, именно там она вся и сконцентрировалась. Да и в самом деле, как могли бы находиться в ином месте вибрионы, которыми кишел осадок? Ведь виннокислый кальций еще более нерастворим в воде, насыщенной углекислой известью, чем в чистой воде. Таким образом, в жидкости по крайней мере углеродистое питательное вещество совершенно отсутствовало. Каждый день продолжали собирать и анализировать весь выделяющийся газ. До самого конца он состоял из чистой углекислоты. Только в самые первые дни, при поглощении его концентрированным едким калием, получался очень небольшой остаток. 26 апреля всякое выделение газа прекратилось. Последние пузырьки поднялись 23 апреля. Колба все время оставалась в термостате при 25—28°. Объем собранного газа был равен 2,135 л. Чтобы определить общее количество образовавшегося газа, надо было прибавить еще ту часть его, которая оставалась в растворе в виде кислого углекислого кальция. Для этого переливали часть жидкости из колбы в другую такую же колбу, но меньшего размера, до черты на ее горлышке*. Предварительно эта колба была наполнена углекислым газом. Нагреванием углекислоту заставляли выделяться из сброженной * Не следуем наполнять целиком маленькую колбу, потому что в этом -случае часть жидкости легко может попасть на ртуть под пробирку. Жидкость, конденсирующаяся благодаря кипению в конце определения, оказывается чистой водой, способность которой растворять при температуре опыта углекислоту известна.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 379 жидкости и собирали ее над ртутью. Сделав подсчет, получили общее количество растворенного газа, равное 8,322 л. Это количество, прибавленное к 2,135 л, дает 10,457 л при 20° и 760 мм давления, или при 0° и 760 мм—по весу—19,700 г углекислоты. Ровно половина кальция употребленной виннокислой соли перешла в растворимые соли, образовавшиеся во время брожения. Другая же половина частью выпала в виде осадка углекислого кальция, частью же растворилась в жидкости, благодаря присутствию углекислоты. Растворимые соли состояли, как мне казалось, из смеси или соединения одного эквивалента метауксусного кальция80 и двух эквивалентов ацетата на десять эквивалентов выделившейся углекислоты. Это соответствует брожению .трех эквивалентов нейтрального виннокислого кальция*. Однако эти данные требуют новых исследований, и я не могу говорить с полной уверенностью о природе образовавшихся продуктов. Но это имеет мало значения, так как нас здесь интересует не формула брожения. После того как брожение было закончено, на дне сосуда не осталось ни следа виннокислого кальция. Эта соль постепенно растворилась и разложилась на различные продукты брожения. На ее месте находились кристаллы углекислого кальция, избыток того, который остался нерастворенным под действием углекислоты. К этому осадку углекислого кальция присоединилось какое-то вещество животного происхождения. При исследовании под микроскопом оно оказалось -состоящим из зернистых кучек и очень тонких нитей. Одни из них были короткие, другие более длинные, как бы пунктированные по всей своей длине. Указанное вещество обладало всеми свойствами органического азотистого вещества**. Из всего только что сказанного совершенно ясно, что это и есть фермент. Чтобы лучше в этом убедиться и наблюдать это вещество в его действии и в разгаре жизни, надо было сделать дополнительно следующее. Параллельно с только что описанным опытом был поставлен другой, точно такой же, который был прерван, когда брожение шло уже достаточно долго и около половины осадка виннокислой соли было уже растворено. Отводная трубка была отрезана напильником у основания горлышка колбы, и при помощи вертикаль- * Вот любопытное следствие из этих цифр и из природы продуктов этого брожения. Углекислота освобождается в совершенно чистом виде, особенно если жидкость, была прокипячена для удаления из колбы всего воздуха, и эта углекислота может раствориться нацело. Из этого следует, что по мере ее образования, если объем жидкости достаточен и вес виннокислого кальция хорошо подобран, можно было бы оставлять фосфаты и виннокислый кальций в виде нерастворимого кристаллического порошка на дне заткнутого и наполненного водой сосуда, получая затем вместо них углекислый кальций и в жидкости растворенные соли кальция, а на дне скопление органического вещества. При отом за все время не было бы ни выделения газа, ни признаков брожения, только жизнь и превращения в осадке виннокислого кальция свидетельствовали бы о работе фермента. Легко подсчитать, что склянки или баллона в 5 л достаточно, чтобы произвести это спокойное и странное превращение 50 г виннокислого кальция. ** Весь осадок был обработан разведенной соляной кислотой, которая растворила оставшиеся нерастворенными углекислый кальций и фосфорнокислый кальций и магний. Затем жидкость была профильтрована через взвешенный фильтр. После высушивания при 100° получено 0,54 г органического вещества, или немного более 1/^о веса сбраживаемого вещества.
380 ЛУИ ПАСТЕР \- ной прямой трубки была взята часть осадка для микроскопического наблюдения. Тогда увидели массу очень тонких длинных нитей, имеющих около 1/1000 мм в диаметре; длина их была разная и достигала 1/20 мм (фиг. 95). Множество этих длинных вибрионов двигалось, медленно ползая и извиваясь, обнаруживая до трех, четырех и пяти изгибов. Неподвижные нити имели тот же вид, как и подвижные, с той только разницей, что они были как бы пунктированы и состояли как будто из ряда неясно выраженных зернышек. Нет сомнения, что это были истощенные и мертвые вибрионы. Их надо сравнивать со старыми зернистыми формами пивных дрожжей, в то время как подвижные нити соответствуют молодым и активным дрожжам. Отсутствие движений у первых служит доказательством правильности этой точки зрения. .ч Обе формы этих вибрионов были частью как \| ΐΓτίΛ ^ы соединены в пачки, сплетение которых мешало ?\'и!^( Движеншо подвижных форм. Я заметил, кроме того, ^Лг"") что кучки последних располагались на поверхности К^Щ^\ ' еще не растворенной виннокислой соли, в то время Сг/ f, jpv" как скопления зернистых форм находились непосред- I ν ν 1 ственно на стеклянном дне колбы. Казалось, что они Фиг. 9fv уничтожили виннокислую соль, их единственное углеродное питание, в том самом месте, где их обнаружили, и что они умерли, не будучи в состоянии переместиться вследствие взаимного переплетения при своем развитии. Кроме того, можно было наблюдать также еще иные вибрионы такого же диаметра, но очень короткие, быстро вертящиеся и пробегающие взад и вперед поле зрения. Они, вероятно, идентичны более длинному, но рбладают, без сомнения, большей сьободой движения благодаря своей меньшей длине. Все эти вибрионы совершенно отсутствовали в жидкости. Я должен заметить, что осадок, который кишит вибрионами, имеет слегка гнилостный запах. Следовательно, эти организмы обладают редуцирующей способностью, и, очевидно, этому обстоятельству надо приписать сероватую окраску осадка. Я полагаю, что как бы ни были чисты употребляемые реактивы, они все-таки содержат всегда следы железа, переходящего в сернистое железо. Черная окраска последнего меняет первоначально белый цвет осадка еще не растворенной виннокислой соли и фосфатов. Какова же природа этих вибрионов? Как я уже сказал, я думаю, что они не что иное, как обычные гнилостные вибрионы, ставшие очень хилыми вследствие совсем особенных условий питания в бродильной жидкости. Одним словом, я думаю, что брожение, о котором идет речь, может быть названо гниением виннокислого кальция. В этом легко можно было бы убедиться, посеяв возбудителей этого брожения в среды, где они, развиваясь, имели бы обычный для них вид. Я этого еще не пробовал делать. Еще несколько слов по поводу этих особенных организмов. Кажется, что значительное количество из них имеет как бы блестящую точку, род головки на одном конце. Однако эта иллюзия зависит от того, что кончики этих вибрионов загнуты и свисают, вследствие чего на этом месте получается более сильное преломление света; по тем же причинам кажется, что этот конец шир^. В этом легко можно разубе-
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 381 диться, когда при движении вибрионов эта изогнутость становится заметной, а потом снова переходит в вертикальное положение, располагаясь вдоль остальной части нити. В первом положении блестящая точка—головка—исчезает; она снова появляется во втором положении. Основной вывод, вытекающий из совокупности всех предыдущих фактов, не должен вызывать никаких сомнений, и я не буду больше его доказывать. Вибрионы брожения нейтральной соли виннокислого кальция могут жить и развиваться без доступа воздуха81, § 5. НОВЫЙ ПРИМЕР ЖИЗНИ БЕЗ ВОЗДУХА. БРОЖЕНИЕ МОЛОЧНОКИСЛОГО КАЛЬЦИЯ Как на другой пример жизни без воздуха, сопровождаемый брожением в собственном смысле этого слова, я укажу, наконец, на брожение молочнокислого кальция в минеральной среде. В опыте, описанном в последнем параграфе, сбраживаемая жидкость и закваска находились в соприкосновении с воздухом в течение очень короткого промежутка времени. Я хотел совершенно уничтожить какое бы то ни было влияние кислорода в момент заражения, хотя точные опыты и установили, что диффузия кислорода и азота в жидкость, совершенно лишенную воздуха, происходит далеко не сразу, а наоборот, совершается постепенно и очень медленно. Возьмем жидкость, в которой на 9—10 л воды приходится:* Молочнокислого кальция чистого 225,0 г Фосфорнокислого аммония 0,75 » Сернокислого магния 0,4 » Фосфорнокислого калия 0,4 » Сернокислого аммония 0,2 » 26 марта 1875 года этой жидкостью наполнили помещенный над огнем баллон емкостью в 6 л, изображенный на фиг. 88 (см. выше, стр. 350). Чашка, в которую погружена изогнутая шейка баллона, находится также на огне и наполнена той же жидкостью. Жидкость в баллоне и в чашке доводят одновременно до кипения и дают ей кипеть более получаса, чтобы удалить весь растворенный в ней воздух. Под давлением пара жидкость несколько раз то выходит из баллона, то входит в него, но та порция, которая входит, находится всегда в состоянии кипения. На другой день, после охлаждения, переносят конец отводной трубки в сосуд, наполненный ртутью, и помещают весь аппарат в термостат с температурой от 25 до 30°. После этого, наполнив углекислым газом маленькую цилиндрическую воронку, находящуюся над краном, переносят в нее с необходимыми предосторожностями 10 куб. см жидкости такого же состава, как и предыдущая, но которая находилась в состоянии активного брожения без доступа воз- * Если раствор лактата кальция не был прозрачен, то можно осветлить его фильтрованием после предварительного прибавления небольшого количества фосфорнокислого аммония, дающего фосфорнокислый кальций. Фосфаты прибавляют к профильтрованной и прозрачной жидкости. Растворы мутятся очень легко при соприкосновении с воздухом, вследствие самопроизвольного образования бактерий.
382 ЛУИ ПАСТЕР духа в течение нескольких дней и в которой обильно развились вибрионы. Вслед за этим открывают кран под воронкой и оставляют в ней только очень маленькое количество жидкости, достаточное, однако, для того, чтобы воспрепятствовать проникновению воздуха в баллон. Таким образом, заражение проходит так, что ни бродильная жидкость, ни закваска не находятся в соприкосновении с наружным воздухом. Брожение, о котором идет речь, вообще проявляется более или менее медленно, в зависимости от состояния посевного материала и количества внесенных в баллон вибрионов. В нашем опыте оно начало становиться заметным 29 марта благодаря выделению очень маленьких пузырьков газа. Только начиная с 9 апреля можно было видеть более крупные и все* более и более многочисленные пузырьки, поднимающиеся местами со дна баллона, где находился осадок щелочноземельных фосфатов. В это же время жидкость, совершенно прозрачная в первые дни, помутнела вследствие присутствия и движения в ней вибрионов. На стенках баллона стали откладываться кристаллы углекислой извести82. Интересно отметить, что при нашей постановке опыта все способствует тому, чтобы исключить влияние воздуха.· В самом деле, жидкость, вытесненная вначале из баллона, с одной стороны, нагреванием, заставляющим ее расширяться, с другой—давлением выделяющегося при брожении газа, располагается над ртутью. Там, находясь в соприкосновении с воздухом, она сейчас же наполняется бактериями, ибо эта жидкость является наиболее подходящей из числа известных мне для развития этих маленьких организмов*. Последние препятствуют какому бы то ни было проникновению воз-* духа в баллон даже в том случае, если бы он, как это ни кажется невероятным, мог пройти между ртутью и стенками отводной трубки. Эти бактерии используют для своих нужд весь кислород, который стремится раствориться в жидкости, находящейся над ртут-ыо. Таким образом, нет основания опасаться хотя бы малейшего проникновения кислорода в жидкость баллона. Заметим сейчас же, что можно воспользоваться этим легким способом поглощения кислорода бактериями, чтобы лишить воздуха сбраживаемую жидкость с такой же и даже большей легкостью и полнотой, чем при помощи предварительного кипячения, как мы это * Натуралист Кон из Бреславля, который в 1872 году опубликовал хорошую работу о бактериях [С о h η (F.)—Ueber Bakterien und deren Beziehungen zur Fâulniss urd zu Contagien.—Jahresberichte der schlesischen Gesellschaft fur vaterlândische Kultur, 50, 1872, col. 44—47J, сообщает в ней, по Майеру (Mayer), состав жидкости, весьма пригодной для размножения этих маленьких существ. Хорошо было бы сравнить ее с раствором лактатов и фосфатов, чтобы установить относительную полезность этих растворов для такого рода исследований. Вот рецепт Кона: Дестиллированная вода 20,0 куб. см Фосфорнокислый калий 0,1 г Сернокислый магний 0,1 » Трехосновной фосфат калия 0,01 » Виннокислый аммоний 0,2 » Жидкость, говорит автор, дает слабо кислую реакцию и совершенно прозрачна.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 383 только что делали. В самом деле, если не прокипятить жидкостьг о которой идет речь, то она помутнеет при летней температуре в течение 24 часов вследствие самопроизвольного зарождения в ней бактерий. Легко доказать, что бактерии быстро поглощают весь растворенный в жидкости кислород*. Заполним указанной выше жидкостью колбу емкостью в несколько литров (см. фиг. 94, стр. 377), отводная трубка которой, также заполненная, будет погружена в ртуть. Если через 48 часов жидкость, находящуюся над ртутью, заставить кипеть на бане с раствором хлористого кальция для того, чтобы собрать весь растворенный в ней газ, то анализ этого газа покажет, что последний состоит из смеси азота и углекислоты без малейших следов кислорода. Вот, следовательно, прекрасное средство, чтобы удалить воздух из бродильной жидкости83. Достаточно заполнить ею баллон и поместить его в термостат, с той единственной предосторожностью, чтобы внести в него маслянокислые вибрионы в качестве закваски толька через 2—3 дня, когда он будет готов к заражению. Можно подождать даже и дольше; в этом случае, если жидкость не была заражена самопроизвольно зародышами маслянокислых вибрионов, то, замутившись вначале под влиянием бактерий, она потом снова становится прозрачной. Поглотив весь растворенный кислород, бактерии, лишенные жизни или, по крайней мере, способности передвигаться, падают инертными на дно сосуда. Я наблюдал несколько раз этот интересный факт, доказывающий, что маслянокислые вибрионы не могут рассматриваться как стадия развития других бактерий, так как, при гипотезе о родственном отношении этих организмов, маслянокислое брожение должно было бы следовать во всех случаях за развитием бактерий. Я должен отметить еще одно замечательное и хорошо проведенное наблюдение для того, чтобы доказать влияние разницы в составе среды на развитие в них микроскопических организмов. Своеобразное брожение, которое я только что описал, начавшись 27 марта, продолжалось до 10 мая. Следующее же, проведенное на таком же количестве жидкости того же состава, закончилось в четыре дня. 23 апреля 1875 года баллон, подобный изображенному на фиг. 99 [стр. 386], и той же вместимости в 6 л, наполнили жидкостью такого состава, как было указано на стр. 381, но предварительно оставленной открытой в больших сосудах на пять дней, что вызвало появление в ней многочисленных бактерий. На пятый день несколько редких пузырьков, отходящих со дна сосудов, указали на начало маслянокислого брожения. Этот факт был подтвержден микроскопическим анализом, который показал присутствие вибрионов этого брожения на дне сосуда, внутри жидкости и даже в поверхностной пленке, кишащей бактериями. Таким образом приготовленная жидкость и была перенесена 23 апреля в 6-литровый баллон, помещенный над ртутью. С вечера же началось довольно активное брожение. 24-го оно пошло с поразительной быстротой; так продолжалось 25-го и 26-го, но к вечеру 26-го брожение замедлилось, а 27-го уже не было больше никаких признаков брожения. Это не является, как можно было бы предполагать, * О быстрой адсорбции кислорода бактериями см. также мой мемуар от 1872 года о так называемом самопроизвольном зарождении.
384 ЛУИ ПА€ТЕР внезапной остановкой под влиянием каких-то неведомых причин. Брожение в самом деле закончилось, так как 28-го при исследовании сброженной жидкости не удалось обнаружить в ней ни малейшего следа молочнокислого кальция. Если бы когда-нибудь промышленность стала перед необходимостью добывать большие количества масляной кислоты84, она, несомненно, нашла бы в указанном факте важные указания для легкого и обильного получения этого продукта*. Прежде чем итти дальше, познакомимся поближе с вибрионами предыдущих брожений. 27 мая 1862 года наполнили раствором лактата с фосфатами** колбу вместимостью в 2,780 д. Никакого посевного материала не было внесено. Жидкость помутнела вследствие развития бактерий, потом в ней пошло маслянокислое брожение. 9 июня брожение стало настолько активным, что за 24 часа можно было собрать ч Ц К* над ртутью около 100 куб. см газа. 11 июня активность ν ·fu|v удваивается, что определяется по количеству газа, выде- ^{о ^ ленного за 24 часа. Рассматриваем каплю мутной жидко- ΦΐιΓ. 96 сти· В°т объяснение к рисунку (фиг. 96), взятое из моих записей. Масса вибрионов очень подвижных, настолько, что даже трудно'следить глазом за их движениями. Вот я вижу два вибриона, образующих цепочку и как будто делающих усилие, чтобы оторваться друг от друга. Очевидно, их соединяет слизистая, жела- тинообразная, невидимая нить, так как, наконец, в результате их усилий они уже больше не соприкасаются. Однако они не разъединены; один из них следует за всеми движениями другого. Но вот, наконец, они отделяются друг от друга и удаляются каждый в свою сторону, еще более подвижные и быстрые, чем раньше. Следующий метод является одним из лучших среди тех, которые могут быть приняты для микроскопических наблюдений над вибрионами в условиях отсутствия соприкосновения с воздухом. Когда маслянокислое брожение в баллоне А (фиг. 97) идет уже полным ходом в течение нескольких дней, этот баллон соединяют при помощи каучуковой трубки со специально приготовленной чечевицей, находящейся на столике микроскопа (фиг. 97). В момент наблюдения закрывают под ртутью в Ъ отверстие конца отводной трубки баллона, * Как понять такую большую разницу между двумя занимающими нас брожениями? Правдоподобно приписать ее изменениям, внесенным в среду предшествующей жизнью бактерий или природой засеваемых вибрионов. Можно было бы также допустить, что при второй методике действие воздуха, которое не было совершенно устранено, так как во время наполнения баллона не было принято никаких предосторожностей, исключавших его влияние, привело к более легкому размножению анаэробных вибрионов, как это имело бы место, при прочих равных условиях, если бы дело шло, о брожении, вызванном обыкновенными пивными дрожжами. ^ ** На этот раз жидкость имела следующий состав: насыщенная чистым лактатом кальция при температуре 25°, она содержала на 100 куб. см 25,65 г лактата С6Н505СаО. Ее доводили до полной прозрачности предварительным добавлением 1 г фосфата аммония с последующей фильтрацией. На 8 л этого прозрачного насыщенного раствора употреблялось: фосфат аммония 2 г фосфат калия 1 » фосфат магния 1 » сульфат аммония 0,5 »
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 385 предварительно оттянутой и изогнутой для выведения газов. Внутри баллона развивается такое давление, что если открыть кран г, то жидкость вытесняется в чечевицу I, заполняет ее всю и выливается в стакан V. Таким способом можно наблюдать вибрионы, не приводя их в соприкосновение с воздухом, и притом так, как если бы объектив микроскопа был погружен в самый центр баллона. Тогда движение вибрионов и их размножение делением становятся видными во всей своей красоте. Это одно из самых занимательных зрелищ. Движение не останавливается при внезапном понижении температуры, даже довольно значительном, например, до 15°; оно только замедляется. Однако все же лучше наблюдать его при температурах, наиболее благоприятных для брожения. Это можно делать в том же термостате при 25—35°, где находятся опытные сосуды. Установив это, проследим снова за ходом того брожения, котэрым мы только что занимались. 17 июня брожение дает газа в три раза больше, чем 11-го. В тот день остаток водорода после поглощения щелочью был равен 72,6%, сегодня же он составляет 49,2%. Исследуем снова мутную жидкость под микроскопом. Вот рисунок (см. фиг, 98) и записи. Прекрасное зрелище! Все вибрионы двигаются или волнообразно извиваются. Они толще и длиннее, чем 11-го. Многие из них соединены в цепочки из извитых члеников, подвижных в местах сочленений. Чем длиннее эти цепочки или чем больше у них звеньев, тем они заметно менее подвижны. В обоих этих случаях движения их колебательные, медленные и спокойные. Такое описание относится к вибрионам, имеющим вид цилиндрических гомогенных палочек. Но имеются и другие, редко связанные в цепочки, имеющие на одном из своих концов блестящее тельце, т. е. более сильно преломляющее свет, чем остальная часть тела. Иногда тельце помещается на том конце, который движется вперед, иногда же на противоположном. Длинные членики цепочек первых форм достигают 10—30 и до 45-тысячных миллиметра. Диаметр их равняется 134— 2> очень Редко 3 тысячным миллиметра. 28 июня брожение полностью закончено. Нет больше следов газа, нет также молочнокислой соли в растворе. Все инфузории па- 25 Л Пастер Фиг. 97. Фиг
386 ЛУИ tIACTEP дают неподвижными на дно колбы. Жидкость мало-помалу просветляется и в последующие дни становится совсем прозрачной. Эти инфузории неподвижными и безжизненными падают на дно бродильного сосуда, потому что в жидкости нет уже больше молочнокислой соли—источника их углеродного питания. Являются ли они мертвыми или они способны вновь ожить?* Следующий опыт дает основание думать, что жизнь не оставила их и что они ведут себя так же, как пивные дрожжи, которые после того, как они разложили весь сахар в бродильной жидкости, готовы снова регенерировать и начать размножаться в новой сахарной среде. 22 апреля 1875 года сосуд с законченным брожением молочнокислого кальция оставили в термостате при 25°. Отводная трубка баллона А (фиг. 99), где шло брожение, никогда не выходила из-под ртути. Каждый день наблюдали за жидкостью, и видно было, как она постепенно просветляется. Так прошло 15 дней. Цосле этого наполнили другой подобный же баллон раствором молочнокислой соли. Этот раствор кипятят отчасти для того, чтобы выгнать растворенный в нем воздух, отчасти же для того, чтобы убить те зародыши вибрионов, которые он мог содержать. После охлаждения баллона В оба баллона соединили между собой так, чтобы при этом не было соприкосновения с воздухом»**· Предварительно слегка взбалтывают баллон А для того, чтобы поднять со дна осадок. После этого производят давление при посредстве углекислого газа на конце а отводной трубки этого баллона. Благодаря этому, после того, как открыли краны г и s, осадок из баллона А был переброшен в баллон В. Таким образом, баллон В оказался зараженным осадком, образовавшимся в результате брожения, законченного уже пятнадцать дней назад. Через два дня в баллоне В появились признаки брожения. Следовательно, осадок вибрионов законченного уже масляйокислого брожения сохраняет, по крайней мере на время, способность вызывать брожение. Он является источ- Фиг. 99. * Я говорю, что у них отсутствует углеродистое питание, а потому отсутствует и активная жизнь, питание вообще и размножение. Между тем в жидкости находится соль еще другой органической кислоты в таком же количестве, как и соль молочной кислоты. Это маслянокислый кальций. Почему эта соль в свою очередь не способствует жизни вибрионов? Эту тайну, мне кажется, легко объяснить Молочная кислота выделяет теплоту при своем разложении, масляная же этим свойством не обладает. Вибрионы же нуждаются в теплоте для химической работы, необходимой для процесса питания. ** Чтобы это сделать, достаточно наполнить изогнутые кончики правых трубок баллона, так же, как и резиновые трубки се, кипящей, освобожденной от воздуха водой.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 387 ником возбудителей маслянокислого брожения, способных к реге- нерациии и деятельности в новой подходящей среде. Читатель, внимательно следивший за изложенными нами фактами, не может, мне кажется, питать ни малейшего сомнения по поводу возможности размножения вибрионов, сбраживающих молочнокислый кальций, без соприкосновения с кислородом воздуха. Если нужны новые доказательства этого важного положения,, то их можно найти в следующих наблюдениях, из которых вытекает, что кислород воздуха способен моментально остановить брожение, вызываемое маслянокислыми вибрионами, а также и движение этих маленьких существ. Указанное обстоятельство лишний раз показывает нам, что этот вид организмов не нуждается в воздухе для того, чтобы жить. 7 мая 1862 года помещают в термостат колбу вместимостью в 2,580 л, наполненную раствором молочнокислого кальция и фосфатов. 9-го ее заражают двумя каплями жидкости, в которой идет маслянокислое брожение. Брожение обнаруживается в последующие же дни. 16-го оно продолжается, но идет слабо. 18-го оно активно. 30-го оно очень активно. 1 июня оно дает 35 куб. см газа в час. Этот газ содержит 10% водорода. 2-гоя исследую действие воздуха на вибрионы этого брожения. Для этого я отрезаю отводную трубку в том месте, где она припаяна к колбе, затем отбираю пипеткой 50 куб. см жидкости, которая естественно замещается воздухом. Тогда я опрокидываю колбу над ртутью и в продолжение более часа взбалтываю ее каждые 10 минут. Желая убедиться прежде всего в том, поглощен ли кислород, я соединяю кончик колбы под ртутью при помощи тонкой каучуковой трубки, полной воды, с другой маленькой колбой с* оттянутым горлышком, тоже наполненной водой. Потом я приподнимаю большую колбу таким образом, что маленькая колба оказывается над нею. Открывая тогда зажим Мора, закрывавший каучуковую трубку, дают воде вытечь из маленькой колбы в большую, в то время как газ, наоборот, из большой колбы поднимается •в маленькую. Тотчас же делают анализ газа и убеждаются в том, что, кроме углекислоты и водорода, он содержит еще только 14,2% кислорода; это соответствует поглощению его, равному 6,6 куб. см, или 3,3 куб. см кислорода на 50 куб. см употребленного воздуха. После того как при помощи микроскопического наблюдения убедились в том, что движение вибрионов стало очень замедленном, отводная трубка была снова присоединена каучуком к большой колбе. Брожение замедлилось, но не прекратилось, вероятно, потому, ч$Ь жидкость не во всех своих частях была приведена в соприкосновение с воздухом, хотя колбу и взбалтывали после введения воздуха^ довольно продолжительное время. Как бы то ни было, но смысл явления не вызывает никаких сомнений. Во всяком случае, чтобы лучше убедиться в характере действия воздуха на вибрионы, я наполнил на половину две пробирки бродящей жидкостью из другого опыта'·, где брожение тоже было в разгаре. В одну из этих пробирок я пропустил воздух, в другую—углекислый газ. Через полчаса в пробирке с воздухом все вибрионы были мертвы или, во всяком случае, неподвижны, и брожение не восстановилось. В другой пробирке после. 3-часового действия углекислоты вибрионы были очонь подвижны; и брожение продолжалось. 25*
383 ЛУИ ПАСТЕР Одно очень простое наблюдение доказывает смертельное влияние атмосферного воздуха на вибрионы. В результате микроскопического исследования при помощи чечевицы, описанной и изображенной на стр. 299, мы установили, насколько показательно и легко можно выявить движение вибрионов в том случае, когда они совершенно лишены соприкосновения с воздухом. Повторим это наблюдение и одновременно проделаем с той же жидкостью обычное микроскопическое исследование, поместив капельку жидкости на предметное стекло и покрыв ее покровным стеклышком. Эти манипуляции неизбежно приводят капельку жидкости в соприкосновение с воздухом, хотя бы и на короткий момент. Тотчас же мы будем поражены той большой разницей в интенсивности движений вибрионов, которая наблюдается в стеклянной чечещще и под покровным стеклом. Мало того, под покровным стеклом можно видеть моментальную остановку всех движений у краев стекла, т. е. там, где капля жидкости испытывает влияние воздуха. В центре же движение сохраняется, и тем дольше, чем большее количество вибрионов находится у края капли, следовательно, чем большее количество воздуха ими поглощается. Даже без большого навыка к таким наблюдениям можно ясно увидеть, что в первые моменты после наложения покровного стекла, когда капля почти вся соприкасается с атмосферным воздухом, все вибрионы оказываются вялыми и, несомненно, больными (я не нахожу другого выражения, чтобы выразить то, что наблюдается). Мало-помалу, в центре капли они снова приобретают подвижность по мере того, как собираются в той части капли, которая в большей степени лишена кислорода. Нет ничего более любопытного, чем соответствующее.наблюдение с результатами противоположного характера, когда мы поступаем таким же образом с обычными аэробными бактериями. Стоит только поместить на предметное стекло каплю жидкости, полную этих бактерий, как сейчас же можно увидеть все бактерии неподвижными в центре покровного стекла, т. е. там, где кислород быстро исчезает в результате жизнедеятельности находящихся в том месте бактерий. Наоборот, движение чрезвычайно сильно по всем краям покровного стекла, потому что туда воздух постоянно притекает. Хотя в центре капли бактерии обычно моментально погибают, однако, если туда попадет случайно пузырек воздуха, то жизнь там будет продолжаться. Вокруг этого пузырька собирается масса бактерий в виде плотного копошащегося кольца. Как только весь кислород пузырька поглощен, бактерии падают без признаков жизни и рассеиваются по капле под влиянием движения жидкости*. Да будет мне позволено прибавить здесь, с точки зрения чисто исторической, что как раз эти два наблюдения, о которых я только что говорил и которые я имел случай в 1861 году последовательно • * Я нахожу, что этот факт, опубликованный мною в 1863 году, подтвержден в работе Г. Гофмана, озаглавленной: «Mémoire sur les bactéries», которая появилась на французском языке в Annales des sciences naturelles (Botanique), 5 série, 11, 1869. По этому поводу я сообщу одно еще неопубликованное наблюдение. Аэробные бактерии теряют совершенно способность двигаться в углекислом газе, когда их погружают туда внезапно. Но они как бы только анестезированы, так как восстанавливают эту способность сразу после того, как их вновь переносят на воздух.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 389 произвести над вибрионами и бактериями, и натолкнули меня вдруг на идею о возможности жизни без воздуха, а также на идею о том, что вибрионы, которые я встречал так часто при сбраживании молочнокислого кальция, должны как раз являться истинными возбудителями маслянокислого брожения. Один очень интересный вопрос заслуживает того, чтобы мы остановились на факте существования двух форм вибрионов при масля- нокислом брожении. Каково значение тех вибрионов, которые содержат преломляющие тельца чечевицеобразной формы, изображенные на фяг. 98 (см. выше)? Я очень склонен думать, что эти тельца служат для особого способа размножения вибрионов, как тех анаэробных, которые нас сейчас интересуют, так и обычных аэробных вибрионов, тоже образующих подобные тельца. С этой точки зрения цисты, которые образуются в различных точках длинной оси вибрионов, представляют собой не что иное, как преломляющие тельца. Эти цисты появляются после известного числа генераций,· размножившихся делением, а также под влиянием колебаний в составе среды, непрерывно меняющейся как в связи с брожением, так и вследствие жизнедеятельности самих вибрионов. Из такого рода яйца выходит впоследствии новый вибрион-палочка, размножающийся в течение некоторого* времени делением с тем!, чтобы потом образовать снова цисту. Различные наблюдения заставляют меня думать, что обычные формы вибрионов в виде маленьких, нежных, полных колбасок погибают при высушивании. Тельца же или цисты противостоят ему; они могут образовать пыль и быть унесены ветром. Все вещество, которое окружает тельце или цисту, оказывается лишним для сохранения зародыша, когда циста уже образовалась. Это вещество постепенно рассасывается, и циста остается одна. Эти цисты образуют тогда скопление телец, в которых самый опытный глаз не распознает ничего организованного, ничего такого, что напоминало бы вибрионы, давшие начало жизни тельцам". Однако эти маленькие тельца находятся в состоянии латентной жизни и ждут только благоприятных условий, чтобы образовать вибрионы- палочки85. Я не в состоянии подтвердить эти мысли достаточно достоверными доказательствами. Они мне подсказаны опытами, но ни один из этих опытов не является окончательно решающим в их пользу. Я приведу одно из моих наблюдений по этому поводу. Однажды, при брожении глицерина в минеральной среде (я установил, что глицерин сбраживался действием маслянокислых вибрионов), установив присутствие почти исключительно чечевицеобраз- ных форм вибрионов с преломляющими тельцами, я наблюдал, что брожение, которое по неизвестной причине было очень замедленным, внезапно возобновилось, и на этот раз уже под действием обычных форм вибриона. Чечевицеобразные вибрионы с блестящими точками уступили место обычным формам. Первые остались только в небольшом количестве, и то в виде преломляющих телец, так как тела вибрионов, окружающие эти тельца, рассосались86. Другое наблюдение, стоящее еще в большем соответствии с высказанной гипотезой, изложено в моей работе «Болезни шелковичных
390 ЛУИ ПАСТЕР червей», т. I, стр. 256. Я доказываю там, что если поместить в воду порошок из высушенных вибрионов, содержащий массу таких преломляющих телец, то через несколько часов в воде появляются большие цилиндрические вибрионы без блестящих точек. Не наблюдается никакого перехода от меньших вибрионов к этим большим. Получается так, как будто последние вышли уже вполне сформированными из преломляющих телец, как это мы наблюдаем у кольпод, выходящих из своих цист вполне взрослыми и объемистыми. Между прочим, это наблюдение является одним из лучших доказательств, которые можно привести в пользу отрицания самопроизвольного зарождения вибрионов и бактерий, так как вероятно, что бактерии ведут себя так же, как и вибрионы. Конечно, рассматривая в микро- окоп точечную пыль, мы не. можем сказать: это зародыши вибрионов, а то зародыши бактерий. Но как можно сомневаться в том, что вибрио- оны выходят из яйца цисты или определенного зародыша, если мы можем наблюдать следующее явление? Стоит только поместить в чистую воду такую неопределенную точечную пыдь, как спустя час или два в ней появляются внезапно вибрионы, быстро пробегающие доле микроскопа. При этом совершенно отсутствуют переходные формы между видимыми точками и этими вибрионами. Не вносят ли различия в форме и природе вибрионов, зависящие от их возраста и влияния условий среды, где они развиваются, * соответствующие изменения в ход брожения и в приро- ^\ CFV ° ДУ образующихся продуктов? Я склонен думать, что это *^^)ν ^Т так? если судить по изменениям в соотношениях водо- йнЬ·^ Р°Да и углекислоты при маслянокислом брожении. ъ#д\ *Г^ Мало того, водород не является даже постоянным про- *?ι^ > «Ι Дуктом этого брожения. Мне приходилось встречаться « \% с такими маслянокислыми брожениями, где при раз- Фиг. 100. ложении молочнокислого кальция совсем не образовывалось водорода, а только углекислота. На фиг. 100 представлены вибрионы, которые я наблюдал при одном из таких брожений. Они не представляют ничего особенного. Бутиловый спирт является при таких брожениях, согласно моим наблюдениям, продуктом обычным, хотя и не постоянным и отнюдь не необходимым. Так как бывает, что бутиловый спирт может появляться в то время, как водород отсутствует, то можно было думать, что содержание этого спирта достигает своего максимума, когда нет водорода. Но это не так. В некоторых редких случаях, с которыми мне пришлось иметь дело и в которых отсутствовал водород, не было образования бутилового спирта87. Из совокупности фактов, изложенных в этом параграфе, мы можем сделать вполне достоверное заключение, с одной стороны, о том, что в случае маслянокислого брожения вибрионы, которыми кишит бродильная жидкость и которые являются возбудителями брожения, живут без воздуха, без свободного кислорода. С другой стороны, оказывается, что газообразный кислород подавляет движение этих вибрионов и их активность. Следует ли отсюда, что соприкосновение жидкости, в которой идет маслянокислое брожение, с небольшим количеством воздуха
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 391 может прекратить брожение или замедлить его? Я еще не провел прямых опытов в этом направлении. Я не был бы удивлен, если бы оказалось, что воздух может не только не повредить, но даже благоприятствовать размножению вибрионов и активировать брожение. Это как раз то, что мы наблюдали в случае пивных дрожжей. Но как согласовать эту гипотезу, если она оказалась бы обоснованной, с тем фактом, который мы ^приводим по поводу опасности соприкосновения маслянокислых вибрионов с воздухом? Возможно, что жизнь без воздуха является результатом привычки, а смерть при действии воздуха—следствием внезапной перемены в условиях существования вибрионов. Известен следующий замечательный опыт. В стеклянную банку, емкостью в 1—2 л, помещают птицу и затем закрывают банку. Через некоторое время животное обнаруживает все признаки глубокого недомогания и удушья. Задолго до ее смерти в эту банку сажают другую такую же птицу такой же величины. Смерть последней наступает моментально, в то время как жизнь первой может еще продолжаться долго и ее можно даже легко вернуть к нормальному состоянию, вынув из банки. Как же не признать, что в данном случае имело место приспособление организма к среде, которая постепенно становилась губительной? Возможно, что подобным же образом анаэробные вибрионы маслянокислого брожения, развивающиеся и размножающиеся совершенно без доступа свободного кислорода, тотчас же погибают при внезапном удалении их из среды, лишенной воздуха, но дело обстояло бы иначе, если бы им предоставляли воздух постепенно, небольшими порциями. Мы вынуждены признать, что часто жидкость, соприкасающаяся с воздухом, изобилует вибрионами. Они потребляют кислород этого воздуха и не в состоянии перенести внезапное удаление последнего. Следует ли думать, что эти вибрионы совершенно отличны от вибрионов маслянокислого брожения? Было бы, пожалуй, более естественным предполагать, что здесь имеет место приспособление к жизни с воздухом у одних организмов и к жизни без воздуха у других. И те и другие гибнут при внезапном переходе из привычных для них условий в противоположные^ Но при постепенном изменении условий не исключена вероятность перехода одних в другие*. Что касается дрожжей спиртового брожения, то мы знаем, что хотя, строго говоря, они могут жить совершенно без доступа воздуха, однако присутствие небольших количеств воздуха особенно благоприятствует их развитию, и я думаю на основании некоторых неопубликованных опытов, что нельзя безнаказанно вдруг подвергнуть дрожжи, после того, как они развивались без воздуха, действию больших количеств кислорода. Не забудем все же, что аэробные Torula и анаэробные дрожжи дали нам пример организмов, одинаковых по внешнему виду. Однако мы не могли найти между ними родственных связей. Мы должны были признать их различными видами. Может быть существуют также аэробные и анаэробные вибрионы без возможного перехода одних в другие. * Можно было бы легко устранить все сомнения и разрешить эти вопросы прямыми опытами.
392 ЛУИ ПАСТЕР Был поднят вопрос о том, к какому миру, растительному или животному, относятся те вибрионы, которые, как я установилу являются возбудителями маслянокислого и многих других брожений. Робен придает особенно большое значение решению этого вопроса*. «Уже более четверти века,—говорит он,—прошло с тех пор, как стало возможным определить, какого происхождения, животного или растительного, являются как организмы в^целом, так и их анатомические элементы, будь то вегетативные или репродуктивные, представленные всегда одной или несколькими клетками. Это определение как экспериментально, так и теоретически допускает достаточно высокую степень точности, и все те, которые занимаются науками об организмах, должны считать необходимым при всех наблюдениях и опытах прежде всего точно установить, к какому миру организмов, животному или растительному, относится изучаемый ими объект, а также взрослый ли он или нет. Это определение для них важно так же, как важно для химика решить вопрос о том, азот или водород, мочевину или стеарин извлекает он из ткани или за каким из этих соединений он следит при тех или иных операциях. «Однако почти все занимающиеся брожениями в собственном смысле этого слова и гниением с этим не считаются. Среди тех исследователей, на которых я намекаю, находится также Пастер. Он даже в самых недавних своих сообщениях не высказывается определенно о том, к какому миру, животному или растительному, относятся некоторые возбудители брожений, которые он исследовал. Исключение составляют, конечно, относящиеся к группе тайнобрачных, так называемые Torulaceae. Тем не менее, некоторые места из его работ как будто довольно ясно показывают, что он считает тайнобрачные, называемые бактериями, и те, которые называют вибрионамиу животными (см. Bulletin de l'Académie de Médecine, 1875, 249, 251, 256; особенно 266, 267, 289 и 290). Однако указанные группы организмов сильно отличаются друг от друга, по крайней мере физиологически. Первые являются аэробами, тогда как вибрионы— анаэробы, т. е. не нуждаются в воздухе, чтобы жить; наоборот, они были бы убиты кислородом, если бы он растворился в жидкости в достаточно большом количестве». Я не разделяю точки зрения моего ученого собрата. Думать, что не сказать о животной или растительной природе возбудителя брожения предосудительно так же, как смешивать азот с водородом, мочевину со стеарином, это значит, по-моему, впасть в заблуждение. Важность решения спорных вопросов зависит часто от точки зрения, с которой их рассматривают, Что касается результатов моих работ, то меня занимали, главным образом, два положения: 1) Организованным ли существом является фермент всякого брожения в собственном смысле этого слова? 2) Может ли это организованное существо жить без воздуха? Какое значение может иметь для решения этих двух проблем вопрос о животной или растительной природе фермента, этого организованного существа? Когда я изучал, например, маслянокислое брожение, я старался установить два следующих ,'* Robin (Gh.).—Sur la nature des fermentations. Journal de Tanatomie et de la physiologie, 11, 1875, p. 379—403.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 393 основных положения: 1) ферментом маслянокислого брожения является вибрион; 2) гэтот вибрион может жить без воздуха, и он действительно обходится без него, когда он действует в качестве фермента маслянокислого брожения. Я совершенно не стремился высказаться о животной или растительной природе этого ви-. бриона, и еще теперь это для меня больше дело чувства, чем убеждения, если я считаю этот вибрион скорее животным, чем растением88. Робен не видит никакого затруднения в том, чтобы установить границу этих двух царств. Вот как он выражается по этому поводу: «Все разновидности клетчатки нерастворимы в аммиаке так же, как и анатомические репродуктивные элементы растения, будь они женские или мужские. Какова бы ни была фаза развития элементов, воспроизводящих новый индивидуум, применение этого реактива на холоду или при нагревании не оказывает на них никакого заметного влияния; содержимое их делается только несколько более прозрачным, не растворяясь, однако, нацело. Всякое микроскопическое растение, всякий мицелий, всякая спора сохраняют при этом свою характерную форму, объем и строение. Совершенно обратное характерно для микроскопических животных и микроскопических яиц и эмбрионов различных животных». Я очень рад узнать, что применение капли аммиака позволяет так уверенно решать вопрос о природе самого малого микроскопического организма. Но так ли это абсолютно, как хочется Робену? Сам он отмечает, что сперматозоиды, являющиеся животными организмами, не растворяются в аммиаке, а лишь бледнеют. Если бы на основании разницы в действии тех или иных реактивов, например, аммиака, возможно было установить границу между животным и растительным царством, то мы могли бы считать, что существует глубокое различие в природе между плесенями и бактериями, так как присутствие маленьких количеств кислоты в питательной среде способствует развитию плесеней и останавливает жизнедеятельность бактерий и вибрионов. Хотя хорошо известно, что способность к движению присуща не исключительно только животным, однако я всегда склонен был считать вибрионы животными именно благодаря их способности к самостоятельному движению. Какое различие между их движениями и двцжениями, например, диатомовых водорослей? Если вибрион встречает какое-нибудь препятствие, он его обходит или, как бы убедившись после заметных усилий в невозможности пройти через него, он возвращается назад. Кольподы, инфузории, относящиеся, несомненно, к животным, ведут себя так же. Правда, можно сказать, что зооспоры некоторых тайнобрачных ведут себя таким же образом. Но разве нельзя говорить о животной природе этих зооспор в той же мере, как и сперматозоидов? Что же касается бактерий, то как можно отказаться от мысли о том, что у них существует инстинкт жизни такой же, каким нас поражают животные? Я описывал выше, как они окружают пузырек воздуха в жидкости для того, чтобы продолжить свою жизнь, потому что в других местах им не хватает кислорода. Мне кажется, что Робен неправ, когда он желает получить математическое решение вопроса о границе между животным и растительным миром. Но, я повторяю еще раз, это решение, каково бы оно ни
394 ЛУИ ПАСТЕР было, не связано серьезно с теми вопросами, которые составляют предмет моих исследований. И разве не мнимое это во многих отношениях затруднение, которое ставит Робен, когда он не хочет, чтобы употребляли слово зародыш, если нельзя определить, к какому миру этот зародыш принадлежит—растительному или животному? Во всех вопросах, которые я разрабатывал, касались ли они брожения или самопроизвольного зарождения, слово зародыш всегда означало прежде всего начало жизни. Если Либих, например, говорил про белковое вещество, что именно оно дает начало ферменту, то можно ли было бы привести более ясное возражение, чем то, которое я сделал? Нет, фермент—это организованное существо, у которого имеется зародыш, а белковое вещество, если оно и принимает участие в процессе, то только для питания зародыша и его последующих поколений*. Разве не было бы в высшей степени неправильным, если бы в моем мемуаре 1862 года о так называемых самопроизвольных зарождениях я стремился бы установить названия видов микроскопических организмов, встречавшихся при моих наблюдениях? Не говоря уже о том, что мне это было бы очень трудно сделать, потому что существует еще и теперь много неясного в наименованиях этих маленьких организмов, работа моя потеряла бы в ясности. Во всяком случае^ я удалился бы от моей главной цели, состоявшей в том, чтобы установить присутствие или отсутствие жизни вообще, а никоим образом яе в том, чтобы обнаружить жизнь того или иного животного или растительного вида в частности. Я прибегал поэтому систематически- к довольно неопределенным наименованиям, как: мукоровые, торула, бактерии, вибрионы..,Это не произвол. Производ заключается скорее в принятии определенных цравил номенклатуры в применении к мало, известным организмам, которые сходны между собой или различаются такими свойствами, истинное значение которых неизвестно. Почитайте многочисленные и разнообразные наименования, которые были придуманы за последние годы для разных видов бактерий и вибрионов, в работах Кона, Гофмана, Галлира, Бильрота, ж вы увидите, какая большая там царит путаница*. Я далек, однако, от того, чтобы эти различные работы ставить на одинаковую высоту, с точки зрения присущей каждой из них точности. Наоборот, прав Робен, когда он признает, что теперь уже нельзя, как он это делал раньше, поддерживать теорию о том, что «брожение это явление внешнее, что оно протекает вне клеток тайнобрачных и что это явление контакта. Это действительно,—прибавляет он,—акт внутренний, молекулярный, протекающий внутри вещества каждой клетки». В тот день, когда я доказал, что все организованные ферменты, в собственном смысле этого слова, могут зарождаться и развиваться благодаря намеренному или случайному занесению их зародышей в минеральную среду, лишенную органического вещества, где азот имеется только в виде аммиака, а весь необходимый для построения фермента углерод может быть доставлен ему только сбраживае- * Ср. Ρ a s t е и г.—Note sur un mémoire de L'iebig relatif aux fermentations. Comptes rendus de l'Académie des sciences, 73, 1871, p. 1419—1424. Annales de chimie et physique, 4 sér. 25, 1872, p. 145—151.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 395 мым веществом, с того времени теория Либиха так же, как и теория Берцелиуса, поддерживавшаяся ранее Робеном, должна была уступить место другим теориям, стоящим в большем соответствии с фактами. Я надеюсь, что наступит день, когда Робен принесет публичное покаяние по поводу учения о самопроизвольном зарождении, которое он продолжает отстаивать, не приводя, однако, прямых доказательств, в конце той статьи, на которую я здесь отвечаю. Я посвятил большую часть этой главы возможно более точному установлению столь важного в физиологическом отношении факта, как возможность жизни без воздуха и ее связь с явлениями брожений в собственном смысле этого слова, которые вызываются одноклеточными микроскопическими организмами. Это главная основа той новой теории, которую я предлагаю для объяснения явлений брожения. Детали, в которые я входил, были необходимы отчасти из-за новизны вопросов, отчасти же из-за необходимости опровергнуть критику двух немецких натуралистов Брефельда и Траубе, работы которых вызвали некоторое сомнение в точности фактов, на которых я основываю указанные выше положения. Я счастлив, имея возможность добавить, что как раз во время просмотра корректуры этой главы я получил от Брефельда брошюру* (отправленную из Берлина в январе 1876 г.), в которой он с полной откровенностью заявляет, что после постановки новых экспериментальных исследований он признает, что он и Траубе ошибались.Жизнь без воздуха является теперь положением, которое он принимает как вполне доказанное. Он ее наблюдал у Mucor racemosus и проверил на пивных дрожжах. «Если,—говорит он,—в результате моих предыдущих исследований, сделанных со всей возможной точностью, я пришел к выводу о неправильности утверждений Пастера и необходимости их оспаривать, то теперь я не колеблюсь признать эти положения правильными и готов объявить во всеуслышание об услуге, которую оказал Пастер, первый указав на истинное соотношение вещей в явлениях брожения». В своих новых исследованиях Брефельд пользовался методом, который я употреблял уже давно для обнаружения жизни и размножения маслянокислых вибрионов без всякого доступа воздуха, методом культур в минеральных средах, содержащих вещество, способное бродить. Я не останавливаюсь на других второстепенных критических замечаниях Брефельда. Чтение настоящего труда покажет ему, я надеюсь, что эти возражения не более обоснованы. Постараться убедить самого себя в истинности своих собственных предвидений—это первый шаг к прогрессу; убедить же других—это второй. Есть еще третий, может быть менее полезный, но тем не менее очень заманчивый; он состоит в том, чтобы убедить своих противников. Поэтому я испытал большое удовлетворение при извести о том, что по вопросу, который интересует в высокой степени физиологов, изучающих жизнь клетки, мне удалось привести к моей точке зрения на редкость искусного исследователя. * Brefeld (О.).—Ueber Gàhrung III. Landwirtschaftliche Jahrbucher, 5, 1876, p. 281—335.
396 ЛУИ ПЛСТЕР § 6. ОТВЕТ НА КРИТИЧЕСКИЕ ЗАМЕЧАНИЯ ЛИБИХА*, ОПУБЛИКОВАННЫЕ В 1870 г.89 В моем мемуаре о спиртовом брожении, опубликованном в 1860г.7 и в некоторых последующих работах я пришел к иному, чем Либих, толкованию причин этого замечательного явления. Взгляды по этому поводу Митчерлиха и Берцелиуса не могли больше выдержать критики перед наличием новых фактов, которые я наблюдал. С тех пор я был убежден, что знаменитый мюнхенский химик склонился к моей точке зрения. Он долго хранил молчание по этому вопросу, который был до тех пор, как это свидетельствуют, все его работы, предметом его постоянных исследований. Но вдруг, в Annales de chimie et de physique появилась большая статья, повторяющая сообщения, прочитанные им в Баварской академии в 1868 и 1869 годах**. Либих снова поддерживает, не без некоторых изменений, взгляды, высказанные им в предыдущих работах, и оспаривает правильность главных фактов, изложенных в моем докладе 1860 года и служивших основанием моей аргументации против его теории. «Я допускал,—говорит он,—что распад бродящего вещества на более простые соединения должен быть сведен к процессу разложения, протекающему в ферменте. Действие этого фермента на 0ро- дящее вещество продолжается или прекращается в зависимости от продолжения или прекращения изменений, происходящих в самом ферменте. Молекулярные изменения в сахаре вызываются, следовательно, разрушением или изменением одной или нескольких составных частей фермента и могут иметь место только при соприкосновении двух веществ. Пастер рассматривает брожение следующим образом. Химический акт брожения существенным образом связан с жизненным актом; он начинается и кончается вместе с ним. Он думает, что не бывает спиртового брожения без того, чтобы одновременно не шло образование (organisation), развитие и размножение клеток или же не продолжалась бы жизнь уже образовавшихся клеток. Допущение, что разложение сахара при брожении связано с развитием дрожжевых клеток, стоит в противоречии с фактом сбраживания дрожжами чистого раствора сахара. Дрожжи состоят, главным образом, из вещества, богатого азотом и содержащего серу. В это вещество входит, кроме того, значительное количество фосфатов. Очень трудно понять, как в отсутствие этих элементов в бродящем растворе чистого сахара количество клеток может увеличиваться»***.. В противоположность тому, что думает Либих, мысль о связи разложения сахара при брожении с развитием дрожжевых клеток или продолжающейся жизнью уже сформировавшихся клеток нисколько не стоит в противоречии со способностью дрожжей сбраживать чистую сахарную воду. Каждому, кто изучал такое брожение под микроскопом, ясно, что клетки дрожжей размножаются даже в том случае, когда они находятся в совершенно чистой сахарной воде. Это * L i е b i g.—Sur la fermentation et la source de la force musculaire. Annales de chimie et de physique, 4 série, XXIII, 1871, p. 5—49.—Ueber die Gàhrung und die Quelle der Muskelkraft. Annalen der Chemie und Pharmacie, 153, 1870, p. 1—47. ** Sitzungsberichte der K. Bayer. Akademie der Wissenschaften zu Munchen, 2, 1869, p. 323—368. *** Liebig (J.).—Annales de chimie et de physique, 4 série, 23, 1871, p. 5—8.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 397 происходит потому, что клетки приносят с собой все те питательные вещества, которые нужны для жизни дрожжей. Можно видеть, что они почкуются значительно слабее, но, без сомнения, и те клетки, которые не почкуются, тоже продолжают жить. Жизнь проявляется не только в размножении и делении клеток. Если вернуться к моему мемуару 1860 года, то из таблицы (на стр. 81*) опытов D, Е, F, G, Η, I можно видеть, что вес дрожжей, в случае брожения чистой сахарной воды, значительно увеличивается, несмотря даже на то, что дрожжи отдают этой сахарной воде растворимые составные части. В опытах, на которые я ссылаюсь, вес твердых дрожжей, промытых и высушенных при 100°, значительно превосходит вес первоначально взятых дрожжей, высушенных при той же температуре. В этих опытах вес дрожжей, выраженный в граммах, был: 2,313 0,699 2,626 0,326 1,198 0,476 После брожения вес, не считая тех веществ, которые дрожжи отдали сахарной жидкости, стал: 2,486 0,712 2,965 0,335 1,700 0,590 Разве такая значительная прибавка в весе не означает, что дрожжи живут, или, если предпочтительнее другое выражение, что они являются очагом глубоких химических процессов питания и ассимиляции? Я напомню по этому поводу один из моих первых опытов, описание которого можно найти в Comptes rendus de l'Académie за 1857 год. Он ясно показывает все то влияние, которое могут иметь на брожение растворимые вещества, отдаваемые сахарной воде дрожжевыми клетками**. «Я беру две равные части свежих дрожжей, промытых в большом количестве воды. Одной из них я вызываю брожение чистой сахарной воды. Из другой же порции я извлекаю целиком—кипячением с большим количеством воды—все растворимые вещества и, отфильтровав дрожжи, прибавляю к прозрачной жидкости столько сахара, сколько я внес при первом брожении, и столь незначительные следы свежих дрожжей, что их вес не может исказить результаты опыта. Посеянные дрожжи почкуются, жидкость мутнеет, мало-помалу образуется осадок дрожжей. Параллельно с этим идет разложение сахара, заметное уже через несколько часов. Эти результаты было легко предвидеть. Но вот факт, который следует отметить. Вызывая подобным приемом организацию растворимой части второй порции дрожжей в дрожжевые клетки, мы находим разложение значительного по весу количества сахара. Вот результаты одного опыта. 5 г дрожжей сбродили в шесть дней 12,9 г сахара и оказались истощен-, ными. Растворимая часть тех же 5 г дрожжей сбродила в 9 дней 10 г * См. в настоящем сборнике стр. 91.—Ред. ** См. в настоящем сборнике стр. 38.— Ред.
398 ЛУИ ПАСТЕР сахара, и развившиеся из посевного материала дрожжи также оказались истощенными». Возможно ли, чтобы при брожении чистой сахарной воды растворимая часть дрожжей не принимала участия в образовании новых или же в завершении развития старых клеток? Ведь согласно преды- дыщему опыту, азотистая и минеральная часть дрожжей, отделенная кипячением, может тотчас же служить для образования новых клеток, которые получаются под влиянием следов посеянных дрожжей и вызывают сбраживание больших количеств сахара*. Словом, у Либиха нет основания говорить, что раствор чистого сахара, поставленный бродить с дрожжами, не содержит никаких питательных для них веществ—ни азота, ни серы, ни фосфора—и что следовательно, сахар не должен был бы бродить. Этот раствор, напротив, содержит все эти элементы благодаря внесению и присутствию в нем дрожжей. Продолжим обсуждение критический рассуждений Либиха. «К этому,—продолжает он,—надо добавить, что разлагающее действие пивных дрожжей, аналогичное их действию на сахар, распространяется на большое количество веществ. Я показал, что яблоч- нокислый кальций сбраживается довольно быстро пивными дрожжами и распадается при этом на три другие соли кальция, а именно: уксуснокислую, углекислую и янтарную. Если действие дрожжей основано на их развитии и размножении, то нелегко объяснить действие их на яблочнокислый кальций и другие кальциевые соли органических кислот»**. Но это, я прошу прощения у моего знаменитого противника, совершенно неверно. Дрожжи не действуют ни на яблочнокислый кальций, ни на другие кальциевые соли органических кислот. Либих уже раньше с удовлетворением указывав, что мочевина в присутствии дрожжей может переходить при спиртовом брожении в углекислый аммоний. Я доказал обратное. Либих повторяет здесь ошибку того же порядка. При брожении, о йотором он говорит (брожение яблочно- кислого кальция), мы имеем дело с самопроизвольно появляющимися дрожжами, зародыши которых примешаны к дрожжам. Они там развиваются в смеси дрожжей с яблочнокислый кальцием. Дрожжи служат только питательным материалом для этих новых ферментов и не принимают никакого иного участия в брожении, о котором идет речь. Мои исследования не оставляют никаких сомнений по этому поводу. В этом можно убедиться и по предыдущему параграфу на основании наблюдений, относящихся к брожению виннокислого кальция. * Здесь важно отметить, что при сбраживаний чистой сахарной воды дрожжами на активность брожения оказывает большое влияние кислород, первоначально растворенный в воде, а также и тот, который могли адсорбировать дрожжевые клетки при соприкосновении с воздухом. В самом деле, если пропустить сильную струю углекислоты в сахарную воду и в воду, в которой развели дрожжи, то брожение оказывается сильно замедленным и затрудненным. Новые дрожжевые клетки образуются в небольшом количестве и принимают причудливые иурод- .ливые формы. Так и должно быть, пото*му что мы видели, что несколько постаревшие дрожжи не могут ни развиваться, ни вызывать брожение в бродильной жидкости, снабженной всеми необходимыми для дрожжей питательными веществами, если она лишена воздуха. Не должно ли это тем более иметь место и в сахарной воде, лишенной воздуха? ** L i е b i g.—Loc. cit., p. 8.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 399 Без сомнения, бывают обстоятельства, когда дрожжи вызывают изменения в различных веществах. Деберейнер* и Митчерлих** показали нам, что дрожжи выделяют в воду растворимое вещество, разлагающее тростниковый сахар, инвертируя его с присоединением частицы воды, подобно тому как диастаз разлагает крахмал, а эмульсин, присоединяя воду, разлагает амигдалин. А Бертло указал, что можно выделить это .вещество, осаждая его спиртом, как осаждают диастаз из его растворов***. * Doebereine г.—Beitrag zur chemischen Geschichte der Gâhrungsmit- tel. Journal fur Chemie und Physik, 12, 1814, p. 229—237.—Expériences sur le ferment. Journal de Pharmacie, 1, 1815, p. 342—345. ** По поводу мемуара Розе (R о s е.—Ueber die Gàhrungsfàhigkeit der Zuckerar- ten. Annalen der Physik und Chemie, 52, 1841, 293—297) Митчерлих выражается следующим образом: «Инверсия тростникового сахара при спиртовом брожении вызывается не клетками фермента, а растворимым в воде веществом, с которым они смешаны. Жидкость, которую получают, пропуская фермент через фильтр, обладает свойством превращать тростниковый сахар в некри- сталлизующийся сахар» (Rapport annuel sur le progrès de la chimie de Berzelius. Paris, 1843, p. 278.—Monatsbericht der k. Preuss. Akademie der Wissenschaften zu Berlin, 1840, p. 390). *** Бертло (В erthelo t.—Sur le ferment glucosique du sucre de canne. Comptes rendus de l'Académie des sciences, 50, 1860, p. 980—984) подтверждает приведенный выше опыт Митчерлиха и показывает, кроме того, что растворимое вещество, о котором говорит Митчерлих, осаждается спиртом, сохраняя при этом свою инвертирующую способность. Наблюдения Митчерлиха, касающиеся растворимого фермента дрожжей, Бешан распространил на плесени. Этот исследователь показал, что плесени так же, .как и дрожжи, выделяют в воду вещество, инвертирующее сахар. Если введением антисептика помешать зарождению плесеней, то сахар не инвертируется. По этому поводу я должен отстранить заявление Бешана о приоритете. Я первый показал, это всем известно, что живые ферменты могут образоваться во всех своих частях без помощи света и зеленого вещества из своих зародышей, введенных в чистую воду, к которой прибавлены сахар, аммиак и фосфаты. Бешан, опираясь на давно известный факт о зарождении в сахарной воде плесеней, которые, как он установил, инвертируют сахар, претендует на τον что он, таким образом, доказал положение, что «организованные живые ферменты могут зарождаться в средах, лишенных белковых веществ» [В é с h a m ρ (Α.).—Comptes rendus de l'Académie des sciences, 75, 1872, p. 1519—1523]. Оставаясь последовательным, Бешан мог бы сказать, что он доказал зарождение плесеней в чистой сахарной воде без азота, фосфатов и других минеральных элементов. Это как раз тот неприемлемый вывод, который вытекает из его работы, где нет даже ни малейшего выражения удивления по поводу того, что плесени могли вырасти в чистой вбде с чистым сахаром, без других минеральных или органических элементов. Первое сообщение Бешана об инверсии сахара относится к 1855 году (В é- с h à m p.—Influence que Геаи pure et certaines dissolutions salines exercent sur le sucre de canne. Ibid., 55, 1855, p. 436—438). В нем совершенно не поднимается вопрос о влиянии плесеней. Второе, где он отмечает такое влияние, относится к 4 января 1858 года (Bécham p.—De l'influence que l'eau pure ou chargée de divers sels exerce à froid sur le sucre de canne. Ibid., 46, 1858, p. 44—47). Следовательно она вышла позже моей работы о молочнокислом брожении, напечатанной в ноябре 1857 года. В этой работе я установил в первый раз, что молочнокислый фермент—это живой организм, что белковые вещества не имеют непосредственного отношения к причинам, вызывающим брожение, а служат только питательным веществом для фермента. Упомянутая вторая работа Бешана появилась также после моей первой работы о спиртовом брожении от 21 декабря 1857 года. С момента появления этих двух статей стала более понятной преобладающая роль жизнедеятельности микроскопических организмов в явлениях брожения. Достоверно и то, что стоило только им появиться,как Бешан, который с 1855 года не отмечал действия плесеней на сахар,хотя и замечал их присутствие, тотчас же изменил свои прежние выводы (Comptes rendus de l'Académie des sciences, 75, 1872 p. 277).
400 ЛУИ ПАСТЕР Все эти факты замечательны, но пока они имеют еще очень неопределенное отношение к спиртовому брожению сахара, вызываемому дрожжами. Мои исследования показали существование при многих брожениях особых дрожжей, живых ферментов, о которых думали, что это—простые явления контакта. Они, несомненно, установили глубокую разницу между брожениями, которые я называю таковыми в собственном смысле слова, и явлениями, обусловленными растворимыми веществами. Чем дальше мы продвигаемся, тем больше выступает эта разница. Дюма настаивает на том, что ферменты брожений в собственном смысле этого слова размножаются во время своего действия, в то время как другие разрушаются*. Совсем недавно Мюнц показал, что хлороформ угнетает брожение в собственном смысле этого слова и не вредит действию диастаз**. Бушарда установил, что «синильная кислота, ртутные соли, серный эфир, спирт, креозот, эфирные масла скипидара, лимона, гвоздики и горчицы прекращают или замедляют спиртовое брожение и нисколько не влияют на ферментативные разложения глюкозидов, сали- генина и производных бензойной кислоты»***. Надо отдать честь проницательности Бушарда, ибо этот искусный наблюдатель всегда считал указанные результаты доказательством зависимости спиртового брожения от жизни дрожжевых клеток и различал два рода брожений. Поль Бер**** в своих замечательных исследованиях о влиянии атмосферного давления на жизненные процессы выяснил, что сжатый кислород убивает некоторые организованные ферменты и не вредит в таких же условиях действию веществ,· называемых растворимыми ферментами, как, например, фермент, инвертирующий тростниковый сахар, эмульсин... Под влиянием сжатого воздуха брожения в собственном смысле останавливаются и, будучи подвергнуты действию свободного воздуха, они не возобновляются, если избегают заражения извне. Теперь я подхожу ύ основному возражению Либиха, которым он заканчивает свою искусную защитительную речь и которому он посвящает не менее 8—9 страниц в Annales cfe chimie et de physique*****. Дело идет о возможности заставить дрожжи расти в сахарной воде, к которой прибавлены аммонийные соли и зола дрожжей. Этот факт, очевидно, несовместим с теорией Либиха, полагающего, что ферментом является всегда белковое вещество в процессе распада. Здесь же белки отсутствуют. Имеются только основные минеральные * «Существуют две группы"1 ферментов. Одни, представителем которых являются пивные дрожжи, размножаются и возобновляются, если в бродящей жидкости имеются питательные вещества, в которых они нуждаются. Другие, представителем которых является диастаза, во время своего действия разрушаются» (Dumas.—Comptes rendus de l'Académie des sciences, 75, 1872, p. 277). ** Miintz (A.).—Sur les ferments chimiques et physiologiques.—Comptes rendus de l'Académie des sciences, 80, 1875, p. 1250—1253. * ** Boucharda t—.Sur la fermentation saccharine ou glucosique.—Annales de chimie et de physique, 3 série, 1845, 14, p. 61—67. ****Bert (P.).—Recherches expérimentales sur l'influence que les changements dans la pression atmosphérique exercent sur les phénomènes de la vie. — Comptes rendus de l'Académie des sciences, 73—78, 1871—1874. ***** Liebig.—Loc. cit., p. 41—49.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 401 вещества, которые послужат для их образования. Как известно, Либих считал, что дрожжи, и вообще любой фермент, состоят из азотистых белковых веществ, которые, например, подобно эмульсину, способны вызывать химические процессы разложения. Он связывал брожение со способностью белков легко разлагаться и представлял себе явление следующим образом: «Белковое вещество в процессе своего разложения обладает способностью сообщать некоторым другим телам то же состояние движения, в котором находятся в этот момент его собственные атомы. Своим контактом с другими телами белковое вещество делает их способными разлагаться или вступать в другие соединения»; Либих не признавал, следовательно, что дрожжи в качестве живого организма могут иметь какое-либо отношение к брожению. Эта теория была впервые изложена в 1843 [1839] году. В 1846 [1841] году* Бутрон и Фреми** в докладе о молочнокислом брожении, опубликованном в Annales de chimie et de physique, без достаточных оснований пошли в своих заключениях еще дальше. Они восхищаются тем, что одно и то же азотистое вещество может при соприкосновении с воздухом претерпевать различные превращения и быть последовательно то спиртовым, то молочнокислым, то масля- нокислым ферментом и т. д. Нет ничего более удобного, чем такие гипотетические теории, не представляющие необходимого выражения фактов. Когда появляются новые факты, не согласующиеся с первоначальной гипотезой, на них нанизывают новые гипотезы. Это как раз то, что сделали и Либих и Фреми под влиянием моих исследований, начатых в 1857 году. Фреми придумал в 1864 году теорию о полуорганизмах***. Это означало просто, что он оставил либихов- скую теорию 1843 [1839] года вместе с теми добавлениями, которые он и Бутрон внесли в нее в 1846 [1841] году. Другими словами, он оставил мысль о том, что ферментами являются белковые вещества, чтобы принять новую гипотезу, согласно которой белковые вещества при соприкосновении их с воздухом способны превращаться в новые, живые существа. Согласно его мнению, живые ферменты, которые я открыл, например, пивные и виноградные дрожжи, происходят как раз таким путем****. Теория о полуорганизмах — это буквально устарелая теория Тюрпена. В этом можно убедиться, вернувшись к главе IV (стр. 274). Но публика в этом не разобралась, особенно некоторая ее часть. Это была эпоха жарких споров по вопросу о самопроизвольном зарождении. Новое слово полуорганизм было единственной новостью в сообщении Фреми, но оно импонировало. Думали, что Фреми от- * L i е b i g. (I.)—Ueber die Erscheinungen der Gàhrung, Fâulniss und Ver- wesung und ihre Ursachen. Annalen der Chemie und Pharmacie 30, 1839 p., 250— 287. Sur les phénomènes de la fermentation et de la putréfaction, et sur les causes qui les provoquent. Annales de chimie et de physique, 2-е série, 17, 1839,p. 147—195. ** Boutron etFrem y.—Recherches sur la fermentation lactique. Annales de chimie et de physique, 3-е série, 2, 1841, p. 257—274. * «* F r e m y.—Sur les corps hémiorganisés. Comptes rendus de l'Académie des sciences, 58, 1864, p. 1165—1167. ** ** β этом абзаце года указанные в квадратных скобках, поставлены редакцией французского издания рядом с годами, неправильно указанными в подлиннике Пастером.—Ред. Л. Пастер 26
402 ЛУИ ПАСТЕР крыл истинное решение вызывавшей интерес большой проблемы. Правда, трудно понять, каким образом белковое вещество могло стать вдруг живой, почкующейся клеткой. Фреми легко разрешил затруднение. Он говорит, что это происходит под влиянием силы, которая ускользала до настоящего времени от нашего внимания, под влиянием «органической тренировки»*. Вынужденный, как и Фреми, пожертвовать своими взглядами на природу ферментов, Либих придумал следующую туманную теорию (упомянутый выше доклад 1870 г.). «Роль, которую играет растительный организм в явлениях брожения, не вызывает сомнений. Только благодаря его вмешательству белковые вещества и сахар могут соединиться, чтобы образовать то особого рода соединение—или неустойчивую форму,—которое оказывает, как составная часть микодермы, свое действие на сахар. Если микодерма перестает расти, то связь, соединяющая составные части содержимого клетки, разрушается и, благодаря происходящему при этом движению, дрожжевые клетки вызывают перегруппировку (dérangement) или разделение элементов сахара с образованием других органических молекул»**. Можно было думать, что переводчик Анналов ошибся,—так много неясностей заключается в этом отрывке. Возьмем ли мы эту теорию в ее старой или новой форме, в том и другом случае она очень плохо согласуется с развитием дрожжей и брожением в сахарной минеральной среде; в упомянутом выше опыте брожение очень тесно связано с жизнью дрожжей, с их питанием и с непрерывным обменом между ними и питающими их веществами. Это видно из того, что весь ассимилированный углерод берется из сахара, азот — из аммиака, а фосфор—из фосфатов раствора. К чему же в таком случае необоснованные теории о действии контакта и передаваемого движения? Опыт, о котором идет речь,—опыт решающий. В нем как раз заключается вся суть спора. Без сомнения, Либих мог сказать: но ведь ваш опыт констатирует движение жизни и питания, движение, которое может передаваться, и в котором нуждается моя теория. Любопытно, что он и в самом деле пытается это говорить, правда, робко и между прочим. «С точки зрения химической, которую я не хотел бы оставлять, жизненный процесс есть явление движения, и в этом смысле мнение Пастера не противоречит моему и не является его опровержением (стр. 6)». Это*верно. И в другом месте: «Может быть, что единственной связью между физиологическим процессом и явлением брожения является образование в живой клетке вещества, обладающего особым свойством, подобным тому, которым обладает эмульсин по отношению к амигдалину и салицину. Это вещество и вызывает разложение сахара на·другие органические молекулы. Физиологический процесс в этом случае необходим для образования такого вещества, но не имеет никакого другого отношения к брожению». И против этого я не возражал бы. Однако Либих не останавливается на этих соображениях, о которых он упоминает как бы мимоходом, потому что он хорошо чувствует, что для доказательства его теории они являются только уверт- * Fremy.—Loc. cit., 58, 1864, 1165. ** L i е b i g.—Annales de chimie et de physique, 4 série, 23, 1871, p. 35.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 403 ками. Если бы он настаивал на этом или ограничил бы на этом свои возражения, я ответил бы просто так. Если, вы признаете, как и я, что брожение связано с жизнью и питанием дрожжей, то мы в главном согласны. И если такое согласие между нами существует, то займемся, если хотите, выяснением глубоких причин брожения. Это уже второй вопрос, весьма отличный от первого. Наука живет последовательным решением вопросов почем у,—все более и более тонких, все более и более приближающихся к сущности явлений. Если дело идет о том, чтобы обсудить вопрос о способе, которым живые организованные •существа разлагают сбраживаемые вещества, то я буду все же оспаривать вашу гипотезу о передающемся движении. Мне представляется, что истинную причину брожения надо искать скорее всего в факте жизни без воздуха, свойственном многим ферментам. Итак, посмотрим, как Либих судит об опыте с брожением дрожжей в сахарной минеральной среде, столь несовместимым с его точкой зрения*. После углубленного обсуждения он объявил этот опыт неправильным и плохо обоснованным. Однако Либих вовсе не такой человек, чтобы отрицать что-либо без серьезных мотивов только для того, чтобы избегнуть затруднительного спора. «Я повторил,—говорит он,—много раз и с большой тщательностью этот опыт и получил те же результаты, что и Пастер, за исключением образования и размножения дрожжей». Но в образовании и размножении дрожжей и заключается весь смысл опыта. Спор оказался, таким образом, ясно ограниченным. Либих отрицает, что дрожжи могут развиваться в сахарной минеральной среде, а я утверждаю, что это развитие имеет место и что его легко можно показать. В 1871 году я ответил Либиху в Академии наук в Париже сообщением,, в котором я предлагал в присутствии специально избранной комиссии приготовить в минеральной среде столько дрожжей по весу, сколько Либих благоразумно потребует**. Я был смелее, чем я был бы, может быть, в 1860 году, ибо мои познания по этому вопросу были подкреплены десятью годами новых исследований. Либих не принял моего предложения и оставил даже без ответа мое сообщение. До самой своей смерти, последовавшей 18 апреля 1873 года, он ничего больше не писал по этому поводу***. * См. мой мемуар о спиртовом брожении 1860 года. (В настоящем издании см. стр. 44 и следующие, особенно стр. 80 и следующие—детали эксперимента: § 3—образование дрожжей в среде, состоящей из сахара, аммонийной соли и фосфатов.—Ред.) ** Ρ a s t е и г.—Note sur un Mémoire de M. Liebig, relatif aux fermentations. Comptes rendus de l'Académie des sciences, 73, 1871, p. 1419—1424. *** Либих сделал в своем мемуаре 1870 года странное признание. «Покойный друг мой Пелуз, — говорит он, — сообщил мне девять лет назад результаты работ Пастера по брожению. Я ему ответил, что в то время я не чувствовал расположения менять свое воззрение относительно причины брожения,· что если бы возможно было производить или размножать дрожжи при помощи аммиака в бродящих жидкостях, промышленность быстро овладела бы этим фактом, и что я хочу дождаться этого, но до сего времени ничего не изменилось в производстве пивных дрожжей». Я не знаю, какой ответ Либиху продиктовал справедливый ум Пелуза, но нетрудно догадаться, что Пелуз, вероятно, заметил своему знаменитому другу, что никогда возможность получения денежной прибыли от приложения в большом масштабе каких-либо новых научных фактов не являлась критерием правильности этих фактов. Кроме того,я мог бы доказать достоверным свидетель- 26*
404 ЛУИ ПАСТЕ Ρ Когда в 1860 году я опубликовал детали опыта, о котором идет речь, я настоятельно указывал на трудности его проведения и на возможные причины неуспеха. Я показал в частности, что сахарные минеральные среды гораздо более пригодны для питания бактерий и молочнокислых дрожжей и других низших организмов, нежели для пивных дрожжей. Эти среды легко наполняются различными организмами в результате самопроизвольного заражения зародышами, находящимися во взвешенной в воздухе пыли. Вследствие того, что такие среды не вполне пригодны для жизни дрожжей, в них не наблюдают зарождения этих организмов, особенно в начале опыта. Строго говоря, дрожжи могут появиться там после развития других организмов, изменяющих первоначальную минеральную среду внесением в нее белковых веществ. В моем докладе от 1860 года можно прочесть не без интереса о фактах такого же порядка, касающихся брожения, вызываемого с помощью альбуминов, например, альбумина крови*. Из этих фактов я, между прочим, сделал еывод о существовании в сыворотке нескольких различных альбуминов. Это заключение было впоследствии подтверждено другими исследователями, -особенно Бешаном. В опытах с брожением в сахарной среде, с прибавлением к ней золы дрожжей и аммонийной соли, Либиху, без сомнения, не удалось избавиться от затруднений, связанных с самопроизвольным зарождением других организмов, помимо дрожжей. Кроме того, чтобы обеспечить успех этих опытов, следовало также иметь больше доверия к микроскопическим наблюдениям, чем им оказывает Либих, судя по некоторым местам его статьи. Ученики Либиха, я уверен в этом, могли бы сообщить нам, что он никогда не пользовался этим инструментом, а между тем без его помощи всякое точное исследование брожения не только трудно, но даже почти невозможно. Я, как и Либих, тоже не получил по упомянутым причинам простого спиртового брожения. В моем опыте, подробности которого я описывал в моем докладе 1860 года, шло одновременно и молочнокислое и спиртовое брожение. Образовавшаяся в значительных количествах молочная кислота остановила развитие возбудителей молочнокислого брожения и дрожжей спиртового брожения, и больше половины сахара осталось в жидкости несброженной. Это все же ни в чем не затрагивает правильности заключения, которое я вывел из этого и других аналогичных опытов. Можно даже сказать, что общая и философская точка зрения, единственно нас здесь интересующая, подтверждена вдвойне. Ибо я показал пригодность минеральных сред для одновременного развития не только одного, но и нескольких организованных ферментов. Наличие случайной ассоциации различных организмов не лишает силы вывод, согласно которому весь азот клеток спиртовых и молочнокислых дрожжей происходит от аммонийных солейг а весь углерод этих ферментов заимствован от сахара, потому что сахар являлся единственным содержащим углерод веществом в испытуемой среде. Либих прошел мимо выводов, вытекающих из этих фактов, ибо это уничтожило бы все нагроможденные «ством весьма почтенных практиков, в частности Пезейра, директора винокуренных заводов, что и в этом пункте Либих заблуждался. * Ср. «Мемуар о спиртовом брожении» (в настоящем сборнике стр. 82).
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 405 им критические замечания. Он пытался создать видимость серьезного возражения, взяв за аргумент тот факт, что я не имел простого спиртового брожения. Было бы бесполезно продолжать спор по поводу трудностей, которые представляло раньше размножение дрожжей в сахарной минеральной среде. В самом деле, с тех пор положение вещей значительно изменилось благодаря успеху моих исследований. Это и сделало меня столь смелым, что я в моем ответе Либиху в Академии наук в 1871 году* предложил приготовить в сахарной минеральной среде в присутствии им же указанной комиссии столько дрожжей, сколько потребуется, и провести сбраживание определенного количества сахара. 8 самом деле, в предыдущих главах мы приобрели сведения относительно чистых дрожжей и работы с ними в присутствии чистого воздуха. Эти сведения позволяют нам совершенно устранить факторы, зависящие от случайной примеси зародышей посторонних организмов, приносимых воздухом, стенками сосудов или самими дрожжами. Обратимся снова к нашему баллону с двумя шейками (фиг. 41 у стр. 267) емкостью в 3—4 л. Поместим туда следующие вещества: Чистая дестиллчрованная вода Кристалл 1ческий сахар 200 г Кислый виннокислый калчй 1,0 » » » аммоний 0,5 » Сернокислый аммоний 1,5 » Зола дрожжей 1,5 » Прокипятим раствор, чтобы убить все зародыши организмов, которые могут находиться в воздухе, в жидкости и на стенках баллона. Поместив на конец оттянутой и изогнутой трубки для большей предосторожности асбест, оставим сосуд охлаждаться. После этого через прямое горло сосуда, заканчивающееся, как известно, резиновой трубкой со стеклянной пробкой, введем в жидкость следы дрожжей. Вот подробности одного из таких опытов. 9 декабря 1873 года произведен посев чистыми дрожжами Sac- char orny ces past orianus. 11 декабря, следовательно, только через 48 часов после засева, становится заметной масса маленьких пузырьков, почти беспрерывно поднимающихся со дна. Это указывает на начало брожения. В последующие дни несколько островков пены появляется на поверхности жидкости. Оставляют баллон спокойно стоять в термостате при 25°. 24 апреля 1874 года пробу жидкости, взятую , из правого горлышка, исследуют на присутствие сахара. Оказывается, что осталось меньше 2 г; таким образом, 198 г уже исчезло. Через некоторое время брожение закончилось, но опыт прекратили только 18 апреля 1875 года. В этом опыте не выросло решительно ничего, кроме дрожжей, оказавшихся в изобилии. Это обстоятельство, в связи с устойчивой жизнеспособностью дрожжей, несмотря на слабую пригодность среды * Pasteu г;—Note sur un Mémoire de M. Liebig, relatif aux fermentations Comptes rendus de l'Académie des sciences, 73, 1871, p. 1419—1424.
406 ЛУИ ПАСТЕР для их питания, позволило довести брожение до конца. В жидкости не осталось даже самых маленьких количеств сахара. Общий вес дрожжей после промывания и высушивания при 100° был равен 2,563 г. В опытах этого рода, где следует производить взвешивание дрожжей, лучше не пользоваться золой дрожжей, которая не растворяется нацело и которую потом нелегко отделить от образовавшихся дрожжей. В этом случае с успехом может быть применена среда Ролена (см. стр. 254 и 255). Не все дрожжи спиртового брожения в одинаковой степени способны строить свое тело с помощью фосфатов, аммонийных солей и сахара. Встречаются такие, развитие которых останавливается задолго до полного разложения сахара. В одной серии сравнительных опытов, где для каждого вида дрожжей было взято по 200 г сахара, оказалось, что Sdccharomyces pastorianus сбродил весь оахар, творожистые дрожжи разрушили 2/3, а дрожжи, которые я назвал новыми дрожжами верхнего брожения,—меньше х/5. Более продолжительное пребывание баллонов в термостате не увеличило количеств сброженного сахара в двух последних случаях. Я проделал очень большое количество опытов с брожением в минеральной среде ради одного обстоятельства, которое небезынтересно вспомнить. Один из работавших в моей лаборатории считал, что успех моих опытов зависит от примесей в кристаллическом сахаре, который я употреблял. По его мнению, дрожжи не могли бы размножаться, если бы сахар был совершенно чистым, значительно чище, чем продажный белый кристаллический сахар, употреблявшийся мной до тех пор. Настойчивые возражения моего друга и желание убедить его заставили меня повторить снова все мои прежние опыты, пользуясь очень чистым сахаром. Такой сахар был приготовлен по моей просьбе искусным кондитером Сеньо с особой тщательностью. Полученные результаты подтвердили мои прежние выводы. Однако упорство моего оппонента еще не было побеждено. Он взял на себя труд приготовить сам чистый сахар в мелких кристаллам повторной перекристаллизацией отобранного продажного кристаллического сахара. После этого он повторил сам мои опыты. На этот раз все его сомнения были рассеяны. Оказалось, что брожение в среде с совершенно чистым сахаром было даже несколько ускорено, а не замедлено, по сравнению с брожением продажного кристаллического сахара. Я прибавлю здесь еще несколько слов по поводу невозможности превращения дрожжей в Pénicillium glaucum. Если слить с дрожжевого осадка бродильную жидкость в любой период брожения^ то этот осадок может находиться в соприкосновении с воздухом без того, чтобы в нем можно было заметить малейшие следы образования Pénicillium glaucum. Можно беспрерывно пропускать через баллон чистый воздух; от этого результаты опыта не изменятся. Однако среда очень подходит для развития этой плесени. Если внести в сосуд хотя бы только несколько спор Pénicillium, то на поверхности осадка появляется обильный рост этой плесени. Описания Тюрпена, Гофмана и Трекюля основаны, следовательно, на одном из обманчивых наблюдений, так часто встречающихся при микроскопических исследованиях.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 407 Когда я изложил в Академии эти факты*, Трекюль не хотел их понять**. «...Согласно Пастеру,—говорит он,—пивные дрожжи являются анаэробами, т. е. они живут в жидкости, лишенной свободного кислорода. Для того, чтобы они превратились в аэробные Mycoderma и Pénicillium, совершенно необходимо привести их в соприкосновение со свободным воздухом, так как иначе, как это показывает самый термин, аэробиоз невозможен. Чтобы превратить пивные дрожжи в Mycoderma cerevisiae или Pénicillium ' glaucum, необходимо соблюдать те условия, при которых обе эти формы были получены. Если Пастер продолжает держать дрожжи в условиях, которые не могут вызывать желаемое превращение, то ясно, что его результаты всегда будут отрицательными». В противоположность тому, что совершенно безосновательно утверждает Трекюль, я вовсе не держу дрожжи в таких условиях, которые не могут вызвать превращение их в Pénicillium. Мой опыт—мы это только что видели—имеет как раз, главным образом, целью привести это маленькое растение в соприкосновение с воздухом в таких условиях, при которых Pénicillium может прекрасно расти. Я делаю как раз то, что проделали Тюрпен и Трекюль. Именно то, что по их требованиям должно быть проделано, с той единственной разницей, необходимой для точности наблюдения, что я устраняю все возможности ошибок, о чем они нисколько не беспокоились. В баллонах с двумя горлышками, так часто упоминаемых в этом труде, можно значительно облегчить проникновение и выход воздуха, не прибегая к применению непрерывного тока его. Наметив напильником черту на изогнутом и оттянутом горлышке на расстоянии 2—3 см от баллона, производят на этом месте карандашом для резания стеклд трещину по окружности горлышка. После этого снимают верхнюю часть горлышка, закрывают тотчас же отверстие проведенной через пламя бумагой и обвязывают последнюю ниткой вокруг оставшейся части горлышка. Таким способом можно увеличить или продолжить в баллоне плодоношение плесеней и жизнь аэробных дрожжей. То, что я говорю о Pénicillium glaucum, относится в равной степени и к Mycoderma cerevisiae. Вопреки утверждениям Тюрпена и Трекюля, дрожжи при соприкосновении с воздухом, как, например, в условиях только что описанного опыта, не образуют ни Mycoderma vini, ни Mycoderma cerevisiae, ни Pénicillium. Опыты предыдущих параграфов, касающиеся зарождения организованных ферментов в минеральных средах описанного состава, имеют очень большое физиологическое значение. Они показывают, между прочим, что все белковые вещества дрожжей могут быть образованы при посредстве жизненной активности клеток, которые без помощи света и свободного кислорода (или при доступе свободного кислорода, если дело идет об аэробных плесенях) используют для этого углеводы, аммонийные соли, фосфаты и сульфаты калия и маг- * Pasteu г.—Production de la levure dans un milieu minéral sucré. Comptes rendus de l'Académie des sciences, 78, 1874, p. 213—217. ** Τ г é с u 1. Réponse à M. Pasteur, concernant la transformation de la levure de bière en Pénicillium glauc и т.—Ibid, p. 217—219.
408 ЛУИ ПАСТБР ния90. Можно было бы принять, что, в сущности, подобный же процесс происходит и в высших растениях. Какой серьезный мотив можно было бы привести при современном состоянии науки против признания этого процесса общим? Было бы логично распространить результаты, о которых мы говорили, на все растения и считать, что белковые вещества растений и, может быть, даже животных образуются исключительно благодаря активности клеток. Последние действуют на аммонийные соли, на минеральные соли сока растений или плазмы крови и на углеводы. В таком случае помощь химической силы зеленого света требовалась бы только для образования углеводов в высших растениях. С этой точки зрения образование белковых веществ должно итти независимо от важного процесса восстановления углекислоты под влиянием света. Эти вещества образуются не из элементов воды, аммиака и углекислоты в результате разложения последней. Они образуются на месте, в самих же клетках, соединением углеводов, доставляемых соком, с фосфатами калия и магния и с аммонийными солями. Наконец, в растительном веществе, образованном за счет углеводов и минеральной среды, углеводы могут сильно варьировать. Вместе с тем трудно допустить, чтобы углеводы восстанавливались до своих элементов, прежде чем пойти на построение белка. Поэтому можно надеяться получить столько различных белковых веществ и даже целлюлоз, сколько существует углеводов. Я начал исследования в этом направлении. Если лучистая энергия солнца необходима для разложения углекислоты и построения первичных элементов высших растений, то некоторые низшие организмы могут обходиться без нее. Тем не менее, они образуют столь сложные вещества, как жиры, такие углеводы, как клетчатка, а также различные органические кислоты и белковые вещества. Свой углерод они заимствуют не из углекислоты,,у же насыщенной кислородом, а от других веществ, еще способных окисляться и доставлять теплоту при этом окислении. Примером таких веществ могут служить спирт и укусусная кислота, если называть углеродистые вещества из чцсла наиболее удаленных от составных-частей организма. Указанные вещества, как и многие другие, тоже способны служить источником углеродного питания для пленочных дрожжей и плесеней; они могут быть, по лучены синтетически из углерода и водяных паров по методам, которым наука обязана Бертло. Отсюда следует ,что для некоторых низших организмов жизнь может быть возможна даже в том случае, если погаснет солнечный свет*. * См. по этому вопросу мои наблюдения, которые я представил Академии наук на заседаниях от 10 и 24 апреля 1876 года. (Sur la végétation du maïs. Comptes rendus de l'Académie des sciences,82, 1876, p. 792—793.—Sur la végétation des plantes dépourvues de chlorophylle. Ibid., p. 942—943).
ПРИЛОЖЕНИЕ* Во время печатания настоящего труда появились две брошюры, касающиеся вопроса о зарождении низших организмов. Первая написана Фреми**. Автор, кажется, намеревался, только в новой форме, резюмировать свои выступления в дискуссии о происхождении ферментов, имегшей место в 1871—1872 годах в Академии наук***. Во гремя атой дискуссии Фреми обещал издать большой мемуар, насыщенный фактами. Я лично был очень разочарован при чтении его работы. Мои опыты и выводы, которые я из них делаю,чаще всего представлены в его работе совершенно неприемлемым для меня образом. Кроме того, Фреми ограничивается тем, что выводит a priori из своей любимой гипотезы ряд заключений, основанных на предварительных опытах, ни один из которых не доведен до такого состояния, чтобы его результаты могли считаться достаточна показательными. По правде говоря, это—роман о полу организмах, в такой же мере, как книга Пуше была в свое время романом о гетерогении. Между тем, что может быть более ясным, чем объект спора? Я утверждаю, основываясь на опытах, против которых не было возражений, что живые организованные ферменты происходят из живых же организмов и что зародыши этих ферментов находятся во взвешенном состоянии в воздухе или на поверхности различных предметов. Фреми же считает, что эти ферменты образуются полуорганизмами, действующими на белковые* вещества, при соприкосновении с воздухом. Поясним это на двух примерах. Вино является результатом работы дрожжей, т. е. растительных клеток, размножающихся почкованием. Согласно моей теории, зародышами этих клеток кишит осенью поверхность ягод винограда и древесина его гроздей. Доказательства, которые я привожу, ясны до очевидности. Согласно Фреми, дрожжевые клетки возникают в результате самопроизвольного зарождения, т. е. в результате превращения содержащих азот веществ виноградного сока, как только этот сок приходит в соприкосновение с воздухом. * См. Comptes rendus de l'Académie des sciences, 82, 1876, p. 1285—1288. [Глава VII «Иссл°дований о пиве» в настоящий сборник не включена]. ** F г е m у (Е.).—Sur la génération des ferments. Paris, 1875. *** Cm. Discussion avec M. M. Fremy et Trécul sur l'origine et la nature àes ferments. Oeuvres de Pasteur, t. 2, p. 367—417,— Ред.
410 ЛУИ IIACTEP Кровь вытекает из вены, она загнивает и быстро наполняется бактериями и вибрионами. Я говорю, что зародыши этих бактерий ii вибрионов занесены пылью, взвешенной в воздухе или находящейся на поверхности предметов, на теле наблюдаемого животного, на употребляемых сосудах и пр. Фреми же считает, напротив, что бактерии и вибрионы зародились самопроизвольно, потому что альбумины и фибрин крови являются полуорганизованными. При соприкосновении с воздухом эти вещества самопроизвольно превращаются в столь подвижные организмы. Доказывает ли Фреми свои взгляды? Никоим образом. Он ограничивается утверждением; что дело обстоит так, как он говорит. Он беспрерывно говорит о полуорганизме и его действии, но мы нигде не находим экспериментального доказательства, подтверждающего его положения. Однако имеется простой способ для доказательства существования полуорганизмов. В этом отношении мы находимся в полном согласии. Этот способ состоит в том, чтобы взять пробы виноградного сока, крови, мочи и т. д. из тех органов, которые содержат эти жидкости, избегая только соприкосновения их с пылью воздуха или окружающих предметов. По гипотезе Фреми, эти жидкости в присутствии чистого воздуха должны непременно забродить. По моему же мнению, должно произойти обратное. Вот решающий и основной опыт,который должен решить спор между обеими теориями. Фреми не оспаривает того, что этот опыт может дать критерий истинности того или другого взгляда. Но в таком случае я ведь первый опубликовал в 1863 и 1872 годах опыты, поставленные по этому столь убедительному методу. Результаты были таковы. В сосудах, полных воздуха, лишенных пыли, виноградный сок не бродил, т. е. в нем не образовались винные дрожжи. Кровь не загнивала, т. е. в ней отсутствовали бактерии и вибрионы. Моча не стала аммиачной, т. е. не дала начала никакому организму. Словом, нигде не обнаружилось зарождения жизни. В ответ на эти столь неотразимые аргументы Фреми на протязке- нии всей своей брошюры в 218 страниц повторяет, что указанные результаты, которые он признает уничтожающими для своей теории, объясняются,однако, тем обстоятельством, что в моих сосудах воздух, вначале чистый, очень скоро химически изменяется при соприкосновении с кровью, мочой или виноградным соком, кислород в нем заменяется углекислотой,и с этого момента полуорганизм не может уже проявить свою деятельность. Я очень удивлен этим утверждением, так как Фреми не может не знать, что уже в 1863 году я дал анализы воздуха моих сосудов после того, как они оставались стерильными в течение десяти, двадцати, тридцати и сорока дней при самых высоких температурах. Кислород там находился часто даже почти в таком же количестве, как в атмосферном воздухе*. Почему Фреми не цитировал этих анализов? А ведь это и является главным и существенным моментом. Кроме того, если Фреми хочет проверить правильность своих объяснений, то существует простой способ восстановить чистоту воздуха, соприкасающегося с жидкостью в сосудах: следует пропускать в течение круглых суток через эти сосуды медленный * Ρ as te ur- Comptes rendus de l'Académie de sciences, 56, 1863, p. 734—740.
ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ 411 и постоянный ток чистого воздуха. Я это проделывал сотни раз и выяснил, что способные к загниванию или брожению жидкости остаются и в таком случае стерильными. Идея о полуорганизме является, таким образом, совершенно недоказанной гипотезой. Я не сомневаюсь, что мой ученый собрат признает это в Академии, ибо он неоднократно и публично обещал сделать такое заявление, как только мои опыты покажутся ему убедительными. Зачем бороться против очевидности фактов и доказательств? Это никому не приносит пользы, а наука теряет в общественном мнении в уважении и достоинстве. Я был бы счастлив, если бы точность моих исследований по затронутому вопросу снискала милость Фреми и если бы они встретили с его стороны ту же благосклонность, которой они пользуются за границей. Есть ли теперь по ту сторону Рейна хоть один человек, который поддерживал бы идеи Либиха, вариантом которых и является гипотеза Фреми о полуорганизме? Если мои доказательства недостаточно убедительны для Фреми и он колеблется, то наблюдения Тиндаля завершат обращение его к истине. Вторая работа, о которой я хотел говорить, принадлежит перу знаменитого английского физика Джона Тиндаля. Она была доложена в Лондонском королевском обществе на заседании от 13 января этого (1876) года*. Следующее письмо знакомит нас с поводом, вызвавшим исследования знаменитого преемника Фарадея в Королевском институте. Лондон, 16 февраля 1876 г. Дорогой господин Пастер! В течение последних лет в Англии было опубликовано несколько работ молодого врача Бастиана под заглавиями «Начало жизни», «Эволюция или происхождение жизни» и т. д. Этот же автор напечатал значительное количество статей в различных журналах и газетах. Обстоятельность, с которой он описывает свои опыты, и тот уверенный тон, с которым он делает свои выводы, произвели громадное впечатление как на английскую, так и на американскую публику. Но что особенно важно с практической точки зрения, это то влияние, которое оказывают эти работы на медицинский мир. Он с большой горячностью нападает на Ваши работы. И хотя на лиц, основательно знакомых с Вашими работами, он произвел только слабое впечатление, однако он произвел сильное и, прибавлю, очень досадное впечатление на других. Наконец, неясность и неуверенность возросли до такой степени, что.шесть месяцев тому назад я пришел к мысли о том, что это значило бы оказать услугу науке и в то же время отдать Вам дань справедливости, если бы я подверг вопрос новому исследованию. Приводя в исполнение мысль, появившуюся у меня шесть лет назад,—подробности изложены в статье в Британском медицинском журнале**, которую я имел удовольствие послать Вам,—я просмотрел большую часть того материала, на который опирался Бастиан, и, думается мне, я опроверг много ошибочных мнений, которые вводили в заблуждение публику. Нельзя не отметить последовавшего за этим изменения тона английских медицинских журналов, и я склонен думать, что доверие, которым * Tyndall (J.).—The optical deportment of the atmosphere in reference to the phenomena of putrefaction and infection. Proceedings of the Royal Society of London, 24, 1876, p. 171—183.—Philosophical Transactions of the Royal So"- ciety of London, 1876, 146, Part 1, p. 27—74. ** Tyndall (J.).—Reply to Dr Charlton Bastian's remarks on the development of germs in infusions. British Medical Journal, 12 février 1876, p. 188—190. Примечание редакции французского издания.
412 ЛУИ ПАСТЕР пользовались у публики опыты д-ра Бастиана, было в значительной сте~ пени поколеблено. Принимаясь снова за эти исследования, я имел случай освежить в своей памяти Ваши работы. Они оживили во мне все то восхищение, которое я испытывал, читая их в первый раз. Я намерен продолжать свои исследования до тех пор, пока я не рассею взе сомнения, которые могли возникнуть в безупречной точности Ваших выводов. Первый раз в истории науки мы имеем право питать верную надежду, что по отношению к эпидемическим заболеваниям медицина скоро будет избавлена от эмпиризма и будет поставлена на действительно научную почву. Когда настанет этот замечательный день, человечество, по моему мнению, должно будет признать, что именно Вам оно в большей части обязано своей признательностью. Ваш искренне преданный Подпись: Джон Тиндалъ Я не буду говорить о том огромном удовлетворении, которое я испытал при чтении этого письма. Я узнал таким образом, что мои работы получили поддержку в работах ученого, прославленного точностью своих экспериментальных исследований, так же, как и блестящей и выразительной ясностью своего изложения. Наградой самолюбию ученого является одобрение. лиц, равных ему, или учителей, которых он почитает. Тиндаль установдл следующее замечательное явление.ТЗ ящике с покрытыми глицерином стенками, размеры которого менялись и могли быть очень большими, все частицы пыли, взвешенные в воздухе ящика, в течение нескольких дней оседают на стенках и прилипают к глицерину. Тогда воздух в этом ящике становится таким же чистым, как в наших баллонах с двумя горлышками. Луч света может показать момент, когда такая чистота достигнута. В самом деле, Тиндаль доказал, что для глаза, ставшего чувствительным благодаря краткому пребыванию в темноте, луч света видим только при наличии в воздухе частиц пыли, способных отражать и рассеивать свет. Напротив, луч становится совершенно невидимым, когда из воздуха осядут все твердые частицы. Было установлено, что при таком полном очищении воздуха, наступавшем быстро (2—3 дня для ящика, которым пользовался Тиндаль), различные органические жидкости сохраняются в ящике, не проявляя ни малейших следов гниения и не давая зарождаться бактериям. Напротив, подобные жидкости через 2—4 дня уже кишат бактериями, если сосуды, содержащие эти жидкости, выставляются на воздух, окружающий ящики. Если Тиндаль захочет, то сможет выпустить в эти ящики кровь из вены или артерии животного и показать, что она не будет загнивать. Тиндаль заканчивает надеждой на возможность применения результатов его статьи к эпидемиологии заразных заболеваний. Я вполне разделяю его взгляды по этому поводу и благодарю его за напоминание о следующем моем заявлении, из моих «Исследований о болезнях шелковичных червей»: «Если, как я в этом убежден, учение о самопроизвольном зарождении химера, то во власти человека заставить исчезнуть с поверхности земного шара инфекционные заболевания».
ПРИМЕЧАНИЯ 1. Работа Пастера о молочнокислом брожении была первой в значительной серии его исследований о брожениях, продолжавшихся приблизительно двадцать лет. В докладе о молочнокислом брожении, сделанном 3 августа 1857 г. в Обществе естествоиспытателей г. Jjhjljih (Mémoiie de la Société des sciences, de l'agriculture et des arts de Lille, séance de 3 août, 2-me série, V, 1858, 13), Пастер уже с полной определенностью формулировал свою основную точку зрения по вопросу о связи брожения с жизнью и деятельностью MHKpojpraHH3M0B. Заинтересовавшись вопросом о роли брожения при образовании амиловых спиртов, Пастер, как и всегда, от конкретного, частного вопроса перешел к вопросам лринципиальным, имеющим широкое и общее значение. В 1855 г. Пастер обнаружил, что сырой амиловый спирт брожения состоит из двух химически тождественных амиловых спиртов: оптически неактивного и способного вращать плоскость поляризованного света. Уже в прежних своих кристаллографических исследованиях Пасте]р пришел к обобщению, что оптически активные вещества свойственны только органическому миру и их образование связано с процессом жизни. Отсюда Пастер сделал логическое заключение, что и оптически активный амиловый спирт возникает в процессе брожения при участии живого" организма. Если это верно, то брожение есть процесс, связанный с жизнью, сам же фермент должен быть живым организмом. В результате длинного ряда блестящих исследований Пастером была создана теория брожения. Сам Пастер говорит: «Вовлеченный, даже, вернее сказать, вынужденный логическим развитием моих исследований, я перешел от кристаллографии и молекулярной химии к изучению возбудителей брожения». Все работы Пастера о брожении логически между собой связаны и вытекают одна из другой. В печатаемых в этом сборнике работах изложены почти все основные вопросы по брожению, над которыми работал Пастер. 2. В 1850 г. Пастер установил, что виноградная кислота состоит из двух изомерных* форм, имеющих одну и ту же химическую формулу, но кристаллизующихся в виде кристаллов, формы которых относятся друг к другу, как несимметрический предмет к своему зеркальному отображению. Эти формы отличаются друг от друга определенным физическим признаком, именно—противоположным вращением плоскости поляризации. Явление это было объяснено Вант- Гоффом в 1874 г. с точки зрения пространственного расположения атомов. Пастер установил, что плесневый гриб Pénicillium glaucum, развиваясь на растворах виноградной кислоты, в первую очередь потребляет одну из двух форм, именно правовращающую, встречающуюся в виде естественного продукта. От изомерии виноградной кислоты он перешел к изомерии амиловых спиртов, образующихся при спиртовом брожении. Это заставило его обратиться к изучению брожений и их природы. 3. Пластическими питательными веществами называли вещества, которые содержат азот (клейковина, альбумин, казеин, фибрин) и которые считали предназначенными для ассимиляции. Пластической активностью называли силу, которая лежит в основе явлений питания, размножения и восстановления тканей организованных тел.
414 ПРИМЕЧАНИЯ 4. Молочнокислые бактерии. То, что Пастер называет молочнокислыми дрожжами, соответствует тому, что в современной микробиологии известно под названием молочнокислых бактерий. Среди молочнокислых бактерий имеются сферические (коккообразные) и палочковидные формы. Среди тех и других одни образуют главным образом молочную кислоту и следы или малое количество побочных продуктов, другие же образуют заметные количества газа и других побочных продуктов, кроме молочной кислоты. Молочнокислые бактерии встречаются преимущественно в молоке, а также на различных растениях. Применяются они в молочном деле, при приготовлении молочнокислых продуктов, в сыроделии и маслоделии, в силосовании и в хлебопечении; ими пользуются также для промышленного получения молочной кислоты. При процессах приготовления некоторых продуктов (пива, вина) молочнокислые бактерии могут являться посторонними микроорганизмами и стать причиной различных болезней производства. Из бактерий, играющих роль в молочном деле, следует упомянуть Bccterium laclis acidi Leichmann, или Streptococcus Guntheri, маленькую коккообразную палочку, которая часто вызывает обычное скисание молока, Bacterium casei, далее Bacterium bulgaricum (Bacillus bulgaricus) (болгарская палочка), В cterium acid ophilum* (Bacillus acidophilus). Последние два микроба служат для приготовления диэтической простокваши. В силосе встречаются специфические бактерии, вызывающие молочнокислое брожение. То же можно сказать о бактериях кислого теста. Среди последних имеются бактерии, образующие малые количества побочных продуктов, и такие, которые образуют газ и большие количества летучих кислот. Следует отметить, что среди молочнокислых, образующих, кроме молочной кислоты, этиловый спирт и другие кислоты, имеются бактерии, которые образуют из фруктозы маннит. К этой группе принадлежит Bacterium тат- iopolum и другие бактерии, вызывающие образование молочной кислоты в вине. Среди молочнокислых бактерий имеются такие, которые сбраживают маннит, и такие, которые образуют его из фруктозы. По результатам химического анализа продуктов брожения и по опытам сбраживания маннита можно заключить, что Пастеру приходилось иметь дело с различными молочнокислыми бактериями. Масляная кислота,, которую Пастер обнаружил при молочнокислом брожении, является продуктом маслянокислого брожения. Она образовалась из молочной кислоты маслянокислыми бактериями, которые находились в сбраживаемом растворе наряду с молочнокислыми бактериями. Основное уравнение молочнокислого брожения может быть изображено следующим образом: CeHu06=2CH, . СНОН - СООН. Это уравнение относится к так называемому «чистому» молочнокислому брожению, при котором образуется главным образом молочная кислота. При брожениях, когда, кроме молочной кислоты, получается большое количество других продуктов, мы имеем дело с более сложным уравнением. Считая, что в процессе образования молочной кислоты играет роль соединение сахара с фосфорной кислотой, можно, согласно Эмбдену, представить себе следующим образом последовательный ход реакций при молочнокислом брожении. Л. Фруктозодифосфорная кислота = I глицеринальдегиДфосфорная кислота +1 диоксиацетонфосфорная кислота B. I глицеринальдегидфосфорная I глицеринофосфорная кислота -f I кислота-f-I диоксиацетонфосфор- = фосфорноглицериновая кислота ная кислота C. I фосфорноглицериновая кислота = I пировиноградная кислота -f фосфорная кислота D. I пировиноградная кислота + 1 I молочная кислота -f I триозофос- глицеринофосфорная кислота = форная кислота 5. Сделанное Пастером открытие, что молочнокислое брожение вызывается жизнедеятельностью микроорганизмов, возбудителей этого брожения, послужило исходным пунктом для его дальнейших исследований по брожениям. «Будем следовать предписанию Бюффона, будем собирать факты для того, чтобы они послужили основанием для развития идей»,—говорит Пастер в одном из своих сообщений (С. г. de Г Acad, des sciences, 48, 1859, 737). В действительности Пастер шел не только этим,но и другим путем. Его идеи и обобщения хотя и вытекали из фактов, но шли и впереди них. Он проводил опыты
ПРИМЕЧАНИЯ 415 не только для того, чт'обы подтвердить и расширить уже имеющиеся представления. Недаром он говорил об «idées préconçues»—предвзятых идеях. Пытаясь понять Пастера, мы будем близки к истине, если скажем, что у него интуиция экспериментатора сочеталась с интуицией творца теорий; оба эти творческих процесса у него были неразрывно связаны между собой. В своем первом сообщении о спиртовом брожении (1857) Пастер уже со всей определенностью выдвигает основное положение биологической теории брожений и доказывает, что «расщепление сахара на спирт и углекислоту представляет собою процесс, который связан с жизнью, с образованием дрожжевых клеток и в котором принимает участие сахар, частично служащий материалом для построения тела дрожжей». Таким образом, первые сообщения Пастера о молочнокислом и спиртовом брожении устанавливают два основных положения: связь брожения с жизнью и деятельностью его возбудителей и различие путей, по которым может итти разложение сахара под влиянием различных микроорганизмов. От выяснения природы возбудителей брожения Пастер перешел к выяснению продуктов, которые получаются при брожении. Опытами Лавуазье, хотя и содержавшими неверные данные, а лишь правильные выводы, было выяснено, что при брожении сахар распадается на спирт и углекислоту. Признавалось также, что, кроме этих продуктов, образуется еще уксусная кислота. Пастер установил, что постоянными продуктами брожения* кроме спирта и углекислоты, являются также глицерин и янтарная кислота, хотя и сравнительно в небольших количествах (Compt. rend. Ас. Se. 46, 1858, 179 и 857). Эти факты имели чрезвычайно важное принципиальное значение, так как на их основании Пастер мог сделать заключение, что процесс брожения является далеко не таким простым, с химической точки зрения, как это казалось первоначально. Почти одновременно с этим Пастер доказал, что молочной кислоты при спиртовом брожении не образуется (Compt. rend. Ас. Se. 47, 1858, 224). В то же время Пастер оспаривает мнение тех ученых, которые считали, что при брожении образуются значительные количества уксусной кислоты (3 части на 100 частей сахара); он считает, что наличие не меньше 0,9 этой кислоты обусловливается посторонними брожению процессами (Compt. rend. Ас. Se. 56, 1863, 989 и 1109)*. В дальнейших исследованиях Пастер открывает явление, известное в настоящее время под именем самоброжения (Compt. rend. Ас. Se. 48, 1859, 640 и 735). Если относительно большие количества дрожжей вводят в раствор, содержащий* небольшое количество сахара или чистую воду, то дрожжевые клетки сбраживают запасные углеводы клеток, которые главным образом состоят из. гликогена. Пастер ошибочно считал, что при этом сбраживается целлюлоза. Жизнь и питание дрожжей являются дальнейшим предметом исследования Пастера. Он устанавливает, что при спиртовом брожении часть сахара усваивается дрожжами, давая входящие в состав их клеток углеводы и жиры. Факт этот, конечно, должен был подразумеваться, но ранее он никем доказан не был. Пастером было доказано, что азот дрожжевых клеток при брожении не дает аммиака, но что, наоборот, прибавленный аммиак усваивается дрожжами и идет на образование белкового вещества их клеток. Этот факт, имеющий громадное принципиальное значение, был сообщен Пастером уже в 1858 г. (Compt. rend. Ас. Se. 47, 1858, 1011) в одном из его докладов Академии, и Пастер неоднократно к нему возвращался. Способность дрожжей развиваться за счет минерального азота имела решающее значение в знаменитом споре Пастера с Либихом о природе брожения и послужило окончательным доказательством того, что брожение связано с жизнедеятельностью дрожжевых клеток. 6. Исследования процессов горения и окисления привели Лавуазье к выводу, что сумма весов соединяющихся веществ равна весу образовавшегося соединения. Отсюда он сделал более общий вывод: «При всех превращениях материи, как искусственных, так и природных, ничто не создается вновь, одно и то оюе количество материи сугцествует до опыта и после него». Этот закон, открытие которого приписывают Лавуазье, можно формулировать следующим образом: при всех превращениях обгций вес веществ, участвующих в превращении, не меняется. Следует отметить, что раньше Лавуазье к такому же выводу пришел М. В. Ломоносов, который в 1748 г. на основании своих опытов высказал следующее положение: «Все перемены, в натуре случающиеся,. * О нислотах уксусной и молочной см. примечание 7.
416 ПРИМЕЧАНИЯ такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимается, столько присовокупится к другому. Так, ежели где сколько прибавится материи к одному телу, столько же убавится у другого». 7. Химизм спиртового брожения. Необходимо учи ывать, что в работах Пастера химические формулы ряда соединений не соответствуют ныне принятым, так как во времена Пастера для некоторых элементов принимались другие, чем ныне, атомные веса 1люкоза вместо С6Н1206 имеет у Пастера формулу C12Hi20L2 этиловый спирт вместо Г2Н60—С4Н602 уксусная кислота вместо Г2Н402— С4Н404 Кроме того, химический состав некоторых углеводов еще не был точно известен, например, тростниковый сахар изображался формулой C12HuOLl (вместо ныне принятой—Cl2H22Ou). Распад сахара на спирт и углекислоту мы в настоящее время выражаем следующим образом· СбН1206=2СН3СН2ОН +2С Э2. Этой формулой мы обязаны Лавуазье, хотя его аналитические данные и не были точны. Лавуазье не только установил продукты спиртового брожения, но и предложил гипотезу о механизме их образования. «Эффект алкогольного брожения,—говорит Лавуазье,—сводится, таким образом, к распаду сахара, являющегося окисью, на две части путем окисления одной за счет другой для образования из нее углекислоты, и раскисления другой при помощи первой для образования горючего вещества—спирта, так что, если было бы возможно снова восстановить комбинации этих двух веществ— спирта и углекислоты, то снова получился бы сахар». Образование спирта и углекислоты из сахара не идет простым путем, а проходит через ряд промежуточных продуктов Не останавливаясь на первых схемах брожения, приведем некоторые современные схемы, которые основываются на фактах выделения промежуточных продуктов при сбраживании сахара дрожжевым соком С П. Костычев дает следующую простую схему брожения CeHuOe=2CH„ СО СООН+4Н 2СН8СО.СООН=2СН8СНО+2СОа 2СН,СНО+4Н=2СН,СНаОН. По этой теории, существенную роль в спиртовом брожении играет активный водород, восстанавливающий уксусный альдегид. Костычев считает возможным признать ацетальдегид и пировиноградную кислоту как стойкие продукты, в которые переходят промежуточные продукты под влиянием их улавливания. В теории Нейберга, большую роль играет реакция Канницаро, при которой метилглиоксаль окисляется за счет восстановления уксусного альдегида или одна молекула альдегида окисляется за счет восстановления другой молекулы, с образованием спирта и уксусной кислоты Как промежуточные продукты, •он рассматривает метилглиоксаль и пировиноградную кислоту. Обычное спиртовое брожение может быть в этом случае представлено следующей схемой С6Н1206 —гексоза I 2С3Н6Оа — гидрат метилглиоксаля | -2Н20 2СН3 · СОСНО метилглиоксаль ] +02 : 2СН3СО · СООН — пиро;виноградная кислота I \ 2С02 -f 2СН3СНО :уксусный альдегид 1 + 2Н2 ^ 2СН3СН2ОН этиловый спирт Если уксусному альдегиду препятствуют принимать участие в реакции, удаляя его при посредстве фиксирования сульфитом, то водород вместо того ■чтобы восстановить уксусный альдегид, восстанавливает метилглиоксаль и об-
ПРИМЕЧАНИЯ 417 разует глицерин. Если брожение идет в слабо щелочной среде, то образуются, наряду со спиртом, уксусная кислота и глицерин. Следует упомянуть также о схеме Лебедева, в которой имеет значение глицериновый альдегид и диоксиацетон: СН2ОН(СНОН)4СНО=СН2ОН.СНОН.СНО+СН2ОН.СО.СН2ОН. Далее глицериновый альдегид разлагается следующим образом: СН2ОН-СНОН.СНО=СН3СО.СООН+2Н СН3СО.СООН=СН3СНО+С02 СН3СНО+2Н=СЫ3СН2ОН Диоксиацетон образует эфир с фосфорной кислотой, которая полимери- зуется в гексозофосфорную кислоту, из которой снова получается сахар, и т. д. В настоящей схеме определенная роль в спиртовом брожении приписывается гексозофосфорной кислоте. Исходным фактом, приведшим к этому, явилось то, что фосфат натрия повышает общее сбраживание, производимое определенным объемом дрожжевого сока. При брожении, вызванном дрожжевым мацерационным соком, могут образоваться гексозомонофосфат или гексозодифосфат, причем ход процесса может быть представлен следующим образом: ЗС6Н1206 + 2P04HR2 + 2C6HU05PC4R2 + 2Н20 + 2С02 + 2С2Н60 2C6Hi206 + 2P04RR2 = C6H1(J04 (P04R2)2 + 2Н20 + 2С02 + 2С2Н60. В течение начального периода ускоренного брожения вслед за прибавлением фосфата концентрация свободного фосфата быстро уменьшается; пока протекает активное брожение, не происходит заметного его увеличения. Но как только спиртовое брожение ослабевает или прекращается, происходит быстрое и заметное увеличение количества свободных фосфатов, в то время как количество гексозофосфатов уменьшается. Эта реакция может быть представлена уравнением: СвНцОв (P04R2) + Н20 = C6H12Oe + P04HR2 С6Н10О4 (P04R2)2 + 2Н20 = С6Н1206 + 2PC4HR2 Согласно исследованиям Мейергофа, среди промежуточных продуктов спиртового брожения, кроме гексозодифосфорной кислоты, встречаются гли- церинофосфорная и фосфорноглицериновая кислоты, которые дают пировино- градную кислоту и альдегид уксусной кислоты с углекислотой, а затем спирт. В эту схему, главным образом, входят и те соединения, о которых мы упоминали выше, и также соединения гексоз и триоз с фосфорной кислотой. До момента образования пировиноградной кислоты спиртовое брожение идет по той же схеме, что и молочнокислое брожение. Затем в одном случае, путем реакции о.кисления и восстановления между пировиноградной и глицеринофосфорной кислотами, получается молочная кислота и триозофосфорная кислота, в другом же случае пировиноградная кислота по описанной выше схеме дает альдегид уксусной кислоты и углекислоту. Приводим формулы промежуточных соединений этой схемы брожения: Распад фруктозодифосфорной кислоты сн2 —О —Р—ОН I \он с = о СН,-0 — PfOH I " \он с = о снон сн2он | Диоксиацетонфосфор- _ у пая кислота СНОН СОН СНОН СНОН I //° I //° сн2 - о - pf ОН СН — О - Pf ОН \он \он Фруктозодифосфорная Глицеринальдегидфос- кислота форная кислота Л. Пастер 27
418 ПРИМЕЧАНИЯ СН2-0- I с = о I СН2ОН ■Pf-OH \он сн2 I снон У/ о .о —Р^ОН Х)Н + сн2 —ο- Ι снон I сон сн2-о- + снон •Р^-ОН \он •Pf-OH \он + н2о СН2ОН Глицеринофосфорная кислота '- соон Фосфорноглицериновая кислота Распад фосфорноглицер'иновой кислоты на пировиноградную и фосфорную кислоты: СН2 — О — Pf-OH I \о Η снон I соон сн3 I С = О + Н3Р04 I соон Распад пировиноградной кислоты при воздействии карбоксилазы на углекислоту и ацетальдегид: СНз-СО-СООН = СН8.СОН + С02. Образование спирта из ацетальдегида можно представить как реакцию Канницаро между ацетальдегидом и глицеринальдегидфосфорной кислотой: СН2 I снон I сон •о —pf он NOH + сн3 I сон сн2 —ο- Ι + Н20-> снон -Pf он NOH I соон Фосфорноглицериновая кислота f сн8сн2он Этиловый спирт В последнее время (1935 г.) Мейергоф внес некоторые изменения .в свою схему; эти изменения касаются последовательности появления триоз и введения в схему фэсфорнопировиноградной кислоты (см. новую схему брожения). И в данном случае различие между гликолизом (молочнокислым брожением) и спиртовым брожением состоит в том, что при молочнокислом брожении мы имеем непосредственное восстановление пировиноградной кислоты, при спиртовом же брожении—восстановление после декарбоксилирования (восстановление уксусного альдегида). Измененная схема Мейергофа имеет следующий вид. Новая схема брожения (1935 г.) о О S (а) 1т глюко: ■[ km фосфо- диоксиаце- тон km фос- ^ форноглице- * риновый альдегид 1т а-фосфоглицерин • + 2?гс фосфорноглицериновая кислота -j- \т гек- созодифос- фат + 2Н,Р04 b) 2т фосфорноглицериновая кислота ^2га фосфорноглицериновая кислота <^2т фосфорнопировиноградная кислота + 2 Н20 * 1 m—\ молекула.
ПРИМЕЧАНИЯ 419 с) %т фосфорнопировиноградная кислота + 1/га глюкозан - 1т гексозодифосфат + 2т пировиноградная кислота Jk 2С02 2т ацеталь- дегид s sr а О d) Катализ гексозо- дифосфа- том 1т глюкоза + 2Н3Р04 -Ь 2га —ацет- а ль дегид Первичный продукт этерификации + 2т— ацета ль дегид 2т фосфорногли- ' цериновая кислота + 2т алкоголь. Следует указать, что Аугагену и Нейбергу удалось при определенных: условиях получить при посредстве дрожжей из гексозодифосфата большое- количество молочной кислоты. Что касается янтарной кислоты, то Пастер предполагал, что она, как и спирт, углекислота и глицерин, является продуктом превращения сахара* Он выразил происхождение янтарной кислоты и глицерина из сахара следующим эмпирическим уравнением: I 49С6Н1206 + 30Н2О : = 12С4Нб04 +;72С8Н803 + 30СО2. Янтарная кислота Глицерин Эрлих показал, что дрожжи способны образовать янтарную кислоту из глютаминовой кислоты посредством дезаминирования, декарбоксилирования и окисления: НООССН2 + СН2.СН Н2.СООН + 02 = Глютаминовая кислота ноос-сн2.сн2 соон + н3 + со2. Янтарная кислота Таковым и считали происхождение янтарной кислоты, предполагая, что она образуется из глютаминовой кислоты белков дрожжевой клетки. В последнее время, однако, Буткевичем и Федоровым доказана для некоторых видов Мисог способность образовать янтарную кислоту из уксусной путем дегидрирования последней. Буткевич считает поэтому вероятным, что этим же путем образуется и янтарная кислота при спиртовом брожении. Виртанен предполагает, что, кроме обычного распада молекулы гексозы, имеется еще распад на двух- и четырехуглеродную цепочку и что при этом образуется янтарная кислота. При спиртовом брожении образуются также высшие спирты, входящие в состав так называемых сивушных масел. Согласно Эрлиху, эти спирты образуются из соответствующих аминокислот, находящихся в сбраживаемом субстрате или в дрожжевых клетках. Мы имеем в данном случае процесс дезаминирования й декарбоксилирования, выделения аммиака из аминогруппы и углекислоты из карбоксильной группы: СН3 СН3 сн2 СН . NH2 + Н20 I СООН Лейцин СН3 СН8 Yh I СН2 + С02 + NH3 СН2ОН Изоамиловый спирт Упомянем здесь, что лет десять назад Линднером из национального мексиканского напитка, приготовляемого из сока агавы, была выделена 27*
420 ПРИМЕЧАНИЯ бактерия Termobacterium mobile, вызывающая брожение, близкое к спиртовому. 8. Мнение, высказанное Пастером, находит, если не целиком, то частично, подтверждение в результатах работ по влиянию коллоидов на брожение. Зенген установил, что торф, фильтровальная бумага, кровяной уголь и садовая земля оказывают благоприятное влияние на брожение; активность дрожжей, как в отношении сбраживания сахара, так и в отношении размножения, может повыситься на 50%. Зенген приписывает это благоприятное влияние низкой концентрации углекислоты в растворе вследствие быстрого улетучивания образующихся пузырьков газа. Вытеснение углекислоты из растворов объясняется следующим образом. На тонких концах волокон концентрация углекислоты в растворе вследствие адсорбции настолько увеличивается, что газ больше не может оставаться в растворе, а выделяется в виде очень мелких пузырьков. Пузырьки газа с большим поверхностным натяжением очень быстро вырастают в большие пузырьки, которые поднимаются на поверхность. На концах волокон остаются еще небольшие количества газа, из которых снова образуются большие пузырьки, и т. д. Считают также, что коллоиды могут адсорбировать и спирт; известную роль придают также влиянию коллоидов на образование уксусного альдегида, наличие которого, по мнению некоторых авторов, стимулирует брожение. В последнее время рядом работ было установлено стимулирование спиртового брожения активным углем. 9. Находясь в чистой воде или даже будучи оставлены без воды в виде текучей густой массы, дрожжи начинают бродить, образуя углекислоту и спирт. При этом сбраживаются запасные углеводы дрожжей, главным образом гликоген. Это явление называется самоброжением. Дрожжи Schizosaccharomyces Pombe, не содержащие гликогена, не обнаруживают явления самоброжения. Следует указать, что в то время как сбраживание сахара сильно уменьшается от действия толуола, скорость самоброжения, при котором сбраживается гликоген клетки, сильно увеличивается. Явление самоброжения обнаруживается не только в неповрежденных дрожжах, но и в дрожжевом соке, в котором при его сохранении происходит медленное самопроизвольное образование углекислоты и спирта без всякого прибавления сахара. В соке дрожжей нижнего брожения самоброжение может составлять 5—10% от общего брожения, тогда как в соке дрожжей верхнего брожения, слабее сбраживающих глюкозу, самоброжение часто составляет 30—50% брожения на глюкозе. 10. К истории воззрений на природу спиртовего брожения. Вид дрожжей под микроскопом был описан Левенгуком еще в 1680 г. Однако дрожжами мало занимались в течение последующих 150 лет. В начале XIX столетия в передовых странах Европы произошло быстрое техническое перевооружение винокуренной промышленности. Из отраслей преимущественно кустарной промышленности винокурение, пивоварение и дрожжевое производство превращаются в значительную ветвь капиталистического хозяйства. Это повлекло за собой ряд крупных технологических усовершенствований. В 1801 г. Адам, рабочий из М'онпелье, сконструировал первый дестилляционный аппарат для спирта с ректификаторами и дести л лято рами. В 1817 г. Галь конструирует первую паровую винокурню с непрямым паром, которая впоследствии получает исключительное распространение во Франции. В 1824 г. Дюбренфо открывает способ приготовления спирта из сахарной свеклы. В 1833 г. Брокар- Видаль конструирует эбульоскоп для определения процентного содержания спирта, и Баллинг в 1845 г. изобретает сахарометр. Характерным для этого периода было то, что, несмотря на технический прогресс бродильных производств, научное понимание явлений брожения было крайне элементарным. Во всяком случае первая четверть XIX столетия характеризуется резким отставанием теории бродильных процессов от быстро развивавшейся практики. Бродильные производства превращались в технически оборудованные капиталистические предприятия, а наука еще не в состоянии была ответить на вопросы ни о природе брожений, ни об их возбудителях. Это явное несоответствие стимулировало исследования процессов брожения. Научные общества и академии выдвигали в этом направлении конкретные темы. Поэтому неудивительно, что в 30-х годах XIX века почти одновременно последовал ряд открытий, которые установили, что дрожжи являются живыми организмами. Это дало возможность ближе подойти к вопросу о причинах брожения. Каньяр-
ПРИМЕЧАНИЯ 421 де-Латур, инженер и физик,· первый сделал в 1836 г. ряд сообщений Парижскому филоматическому обществу о микроскопических наблюдениях над дрожжами. Результаты своих исследований он в обобщенном виде доложил год спустя Академии в Париже и опубликовал в 1838 г. Установив, что дрожжи представляют собой сферические неподвижные живые организмы, размножающиеся почкованием, он причислил их к растениям. Каньяр-де-Латур предполагал, что спиртовое брожение зависит от присутствия живых клеток дрожжей и связано с их жизнью. Совершенно независимо и с другой точки зрения подошел к вопросу физиолог Т. Шванн, занимавшийся в то время в лаборатории знаменитого Иоганнеса Мюллера вопросом о причинах гниения и брожения. Он определенно объяснил причину гниения присутствием живых зародышей, а причину брожения—присутствием дрожжей. Согласно его микроскопическим наблюдениям, спиртовое брожение обусловлено развитием живого организма—«сахарного грибка» (впоследствии дрожжам и было дано родовое название Saccha- romyces). Шванн объяснял спиртовое брожение как «разложение, производимое сахарным грибком, берущим из сахара и азотистых веществ то, что необходимо для его роста и питания, тогда как остальные элементы этих веществ, не воспринимаемые растением, соединяются между собою и дают преимущественно спирт». Статья Кютцинга относится также к 1837 г. Автор ее тоже признает, что спиртовое брожение зависит от образования дрожжей, представляющих собой не химические соединения, а организмы. Так как он исследовал не чистые культуры дрожжей, то он пришел к заключению, что они превращаются в длинные нити Sporotrichum и Мисог. Он изучал также уксусную пленку и нашел, что и она состоит из организованных существ. Что касается воззрений Кютцинга на сущность брожения, то хотя он и считал дрожжи причиной брожения, но вместе с тем допускал их самопроизвольное зарождение в бродящей жидкости. Эти взгляды на причину брожения встретили отпор со стороны знаменитых химиков Берцелиуса и Либиха, отрицавших участие живых орг низмов в брожении. Несмотря на это, взгляды, высказанные Каньяр-де-Латуром, Шванном и Кютцингом, все же имели и своих сторонников, так что к 1857 г., тому времени, когда начались классические исследования о брожении Пастера, в Германии среди части технологов брожения имел распространение взгляд, что спиртовое брожение связано с развитием живых организмов—дрожжей. Хотя и без вполне точных доказательств, брожение, таким образом, рассматривалось как явление, порождаемое жизнью и ростом этих организмов. 11. Вопрос об усвоении аммиака дрожжами изучался после Пастера различными исследователями. Амм -ак усваивается и тогда, когда он прибавлен в виде аммонийной соли в качестве единственного источника азота, и тогда, когда аммонийный азот находится в среде наряду с другими органическими источниками азота. Что касается возможности выделения аммиака дрожжами, то она отрицалась. Однако Фернбах и Триандафиль, основываясь на определениях аммонийного азота в сусле, зараженном дрожжами, приходят к заключению, что во время брожения аммиак выделяется дрожжами, и что это является следствием разложения белковых веществ дрожжей. 12. Развитие дрожжей на минеральных средах и биос. Вопрос о развитии дрожжей на чисто минеральных средах играл большую роль в ^полемике между Пастером и Либихом. Для последнего его неудачные опыты с выращиванием дрожжейв чистых минеральных средах служили доводом, что в брожении играют роль белковые вещества. Пастеру удавалось выращивать дрожжи в чисто минеральных средах. Пастер указывает, что не все дрожжи в одинаковой степени пригодны для роста в минеральных средах. Что касается настоящих молочнокислых бактерий, выраставших в ряде культур до появления дрожжей, то их трудно выращивать в чистых минеральных средах. Повидимому, Пастер имел здесь дело с бактериями, близкими к этой группе. В отношении чистых культур дрожжей мы знаем, что культивирование их в чистых минеральных средах возможно только при обильном засеве. Если же засевать малые количества дрожжей, то они в этих средах не развиваются. Виль- дье объяснил это тем, что при обильном засеве вместе с дрожжами вносятся вещества неизвестного состава, названные им биосом. Этот взгляд встретил возражение со стороны ряда ученых, находивших, что неудача опытов скорее всего объясняется тем, что в среду вносятся нежизнеспособные клетки. Линднер объясняет неудачи опытов сильным ожирением клеток при недостаточном почковании Он говорит: «принятие особого „биоса" не представляется нужным, попытки
422 ПРИМЕЧАНИЯ выделить и показать существование этого вещества являются безнадежными». Следует указать, что самый факт, установленный Вильдье, был подтвержден рядом исследователей. В настоящее время мы знаем, что биос не единственное вещество, способствующее росту микроорганизмов. Известны и другие так называемые факторы роста, «биокатализаторы» и т. п. В последнее время взгляды Вильдье получили подтверждение в ряде исследований. По наблюдениям Коппинга, различные расы дрожжей имеют различную потребность в биосе. В биосе особенно нуждаются культурные дрожжи. Дикие дрожжи, которые по преимуществу сильно дышат и слабо бродят, в состоянии сами образовать биос, Попытки выделить это вещество привели к диференциро- ванию в биосе нескольких составных частей: биос I, биос II, биос III. Биос I, по лученный Исткотт, представляет собою мезо-инозит. Полученный Кеглем и Теннисом биос II назван биотином. Чистые препараты биотина обладают очень большой активностью. Биос II сильно распространен, но в незначительных концентрациях. В относительно больших количествах он находится в курином желтке; после обработки солями металлов и адсорбентами и дальнейшего выделения получаются блестящие» шелковистые иглы с точкой плавления 148°. Возможно, что это вещество идентично с пантотеновой кислотой Вильямса. Препарат Кегля содержит азот, но свободен от серы и фосфора. Активность этого препарата такова, что достаточно 1 мг на 400 000 л питательного раствора, чтобы доказать его присутствие. 1 г биоса II находится приблизительно в 30 000 кг свежих дрожжей. Биос III еще не получен в чистом виде. Биос I и биос III не увеличивают размножения, в то время как биос II (биотин) энергично действует в малых количествах. Эффект увеличивается при прибавлении совместно с другими компонентами питательной среды. Так, в 10 часов удалось получить прирост в 1400% (на 1 г—14 г). Следует отметить, что вопрос об отношении, существующем между фактором роста Z, активатором брожения и биосом пока нельзя считать разрешенным. 13. Урожай дрожжей при определенных условиях не зависит от количества засева. При вполне одинаковых условиях определенный объем питательного раствора дает одно и то же количество дрожжей при любом количестве засеянных клеток. Это положение, впервые установленное А. Броуном, было подтверждено Гайдуком и Андерсом. 14. Пастер указывает, что клетки дрожжей, которые не почкуются и не размножаются, могут продолжать жить. В этом отношении следует упомянуть работы Рубнера и Элион, которые показывают, что при внесении больших количеств дрожжей в сахарные среды они вызывают брожение, не размножаясь. 15. Целлюлозы в собственном смысле этого слова оболочка дрожжевой клетки не содержит. Она состоит преимущественно из гемицеллюлозы или же из эфиров маннана и гликогена и камеди. 16. Инвертаза или сахараза находится почти во всех дрожжах. Из здоровой клетки она выделяется в незначительных количествах. При малейшем повреждении оболочки сахараза переходит в окружающий раствор. Повреждение оболочки можно вызвать капиллярно-активными ядами. Ее можно также разрушить, растирая клетки стеклянным порошком или подвергая их мацерации. При автолизе дрожжей сахараза также переходит в раствор. 17. См. примечание 2, стр. А13. 18. Винная кислота принадлежит к числу четырехатомных двухосновных кислот. Формула винной кислоты следующая: СООН—СНОН—СНОН—СООН. Она встречается в четырех изомерных формах: 1) правая винная кислота— плавится при 177°, 2) левая винная кислота—плавится при 170°, 3) виноградная, или паравинная (рацемическая),—плавится при 206°, 4) недеятельная, вследствие компенсации молекулы, или мезовинная,—плавится при 143°. 19. Маслянокислое брожение. Согласно Пастеру, масляно- кислое брожение вызывается вибрионами. Повидимому, он называл вибрионами подвижные маслянокислые палочки. В настоящее время известен ряд микроорганизмов, вызывающих маслянокислое брожение. Это большей частью палочки, образующие споры. Последние могут быть расположены на конце палочек или в середине. Мы имеем в таком случае или барабанные палочки (плектридии) или веретенообразные палочки, так называемые клостридии. Бактерии, образующие масляную кислоту, могут играть роль в фиксации свободного азота, как, например, Clostridium pasteurianum, а также принимать участие в сбраживании пектиновых веществ и в мочке лубоволокнистых растений, как, например, Granu- lobacter peclinovorum.
ПРИМЕЧАНИЯ 423 Механизм образования масляной кислоты отличается тем, что при этом брожении выделяется молекулярный водород. Образование масляной кислоты можно представить по следующей схеме: 1. С6Н1206 = 2СН3СО . СООН + 4Н 2. 2СН3 . СО · СООН = СН8.С(ОН) . СООН СН2СО . СООН 3. С6Н806 = 2С02 + С4Н8Оа Можно себе представить также, что из пировиноградной кислоты образуется уксусный альдегид (СН3СНО), две молекулы которого, конденсируясь в альдоль, образуют затем, при посредстве внутримолекулярного окисления— восстановления,—масляную кислоту. Масляная кислота может образоваться также при брожении глицерина или молочной кислоты*, и можно предположить, что в этих случаях промежуточным продуктом брожения является пировиноградная кислота. Многие из бактерий маслянокислого брожения образуют в процессе брожения, наряду с масляной и уксусной кислотой, бутиловый спирт и ацетон. Последние продукты получаются большей частью, когда брожение идет в кислой среде. Микроорганизмы группы маслянокислого брожения нашли применение для промышленного получения масляной кислоты, а также растворителей, ацетона и бутилового спирта. Маслянокислые бактерии могут проявлять свою жизнедеятельность и там, где это нежелательно, например, в пивоваренном и хлебопекарном производствах, где они являются вредителями. 20. Аэробиоз и анаэробиоз. Живые организмы для построения своего тела и для поддержания своей жизни нуждаются в энергии. Источником последней долгое время считали сжигание за счет окисления свободным кислородом. Пастер первый указал, что свободный кислород нужен не всем организмам, что существует группа организмов, которые живут без свободного кислорода и для которых свободный кислород даже может быть вреден. Это так называемые облигатные анаэробы. Кроме того, имеются микроорганизмы, жизнедеятельность которых может протекать и в присутствии свободного кислорода и при его отсутствии. Это так называемые факультативные анаэробы. Анаэробное расщепление вещества ртличается от аэробного расщепления меньшим количеством освобождающейся* энергии. Следующие примеры полного или неполного окисления сахара могут это иллюстрировать. Полное окисление: С6Н1206 + 602 = 6С02 + 6Н20 + 674 К - Cal Частичное окисление: 2С6Н1206 + 902 = 6С2Н204 + 6Н20 + 2 X 493 К . Cal Щавелевая кислота Анаэробное расщепление: С6Н1206 = 2С2Н60 + 2С02 + 22 К - Cal Этиловый спирт Как видно, анаэробы для получения одного и того же количества свободной -энергии, по сравнению с аэробами, должны переработать значигельно большее количество вещества. Они более ограничены в отношении тех сред, на которых они могут развиваться. Из соединений, расщепляющихся с выделением энергии, наиболее важными являются углеводы и близкие к ним соединения, как многоатомные спирты. Этим объясняется употребление сахара в средах для выращивания анаэробов. Многие анаэробы живут на синтетических средах, содержащих в качестве источника углерода сахара, но не кислоты, как молочная, уксусная, янтарная. Факультативные анаэробы аэробно растут на таких средах, а анаэробно не растут. Пировиноградная кислота может служить единственным источником углерода при анаэробных усло- * Согласно появившимся недавно исследованиям, не все маслянокислые бактерии сбраживают молочную кислоту.
424 ПРИМЕЧАНИЯ виях. Необходимая энергия может быть получена при этом благодаря реакции окисления—восстановления по типу реакции Канницаро: СНзСО - ССОН + Н2 = С2Н5ОН + СНзСООН + 2С02 + 15 К . Cal GH3CO · СООН + О или, согласно Whetham'y: СН3СО . СООН + Н20 = СНзСООН + H : СООН + 6,5 К · Cal Связь между брожением и дыханием можно, согласно С. П. Костычеву, представить следующим образом. Сахар сначала разлагается по схеме спиртового брожения, которое доходит до конца лишь в том случае, если организм обладает большой энергией брожения (свойством анаэроба) и слабой энергией окисления. Типично аэробные организмы нацело окисляют нестойкие промежуточные продукты брожения. Связь брожения и дыхания иллюстрируется следующей схемой; Сахар С6Н1206 I Промежуточные продукты брожения Брожение Дыхание (2С02 + 2С2Н5ОН) (6С02 + 6Н20) Можно себе представить, что в случае анаэробиоза в качестве^акцептора водорода активируется не кислород, а другое соединение. При аэробиозе же мы сначала также имеем процесс, в первых стадиях которого кислород не играет роли акцептора, но затем его роль становится энергичной. Говоря об аэробиозе и анаэробиозе, нельзя не упомянуть о работах, ка*- сающихся химизма мышечного сокращения. Здесь мы имеем сначала анаэробный период, при котором из гликогена, переходящего в глюкозу, образуется молочная кислота, а затем из молочной кислоты образуются углекислота и вода. Мы видим на этом примере, насколько правильно было обобщение Пастера о всеобщем значении анаэробиоза. В чем состоит механизм вредного влияния кислорода на анаэробы—до настоящего времени не выяснено. Некоторые объясняют это тем, что анаэробы, не обладая каталазой, не в состоянии парализовать вредное действие перекиси водорода. В' некоторых случаях это может соответствовать действительности. Известно образование перекиси водорода некоторыми молочнокислыми бактериями в присутствии кислорода воздуха. Существуют, однако, факты; не вполне согласующиеся с этим положением. Так, Нови находил, что анаэробы развиваются аэробно в смешанных культурах с пнеймококками, которые в этих условиях образуют перекись водорода. Известно, что анаэробы развиваются при доступе воздуха и прибавлении к питательной среде некоторых веществ, например, глюкозы, вареного мяса, стерильных растительных и животных тканей. Считают, что эти вещества «делают среду анаэробной», т. е. снижают окислительно-восстановительный потенциал среды. Действие вареного мяса некоторые объясняют тем, что если среда,незадолго до засева была прокипячена, то анаэробы успевают развиться в порах мяса до того времени, как туда благодаря диффузии проникает кислород. Этим же объясняется действие инактивных пористых веществ, например, древесного угля, капиллярных стеклянных трубочек. Некоторые американские авторы прибавляют к среде фильтровальную бумагу. В последнее время большую роль в обмене веществ анаэробов приписывают веществам, содержащим группу SH, в частности глютатиону—веществу, выделенному Гопкинсом из дрожжей, мускулов млекопитающих и печени в количестве 0,1—0,15 г на 2 кг. Это соединение представляет собой трипептид, состоящий из глютаминовой кислоты, глицина и цистеина со следующей структурной формулой: НООС . СН . СН2СН2СО —NH-CH . СО — NH-CH2 · СООН II NH2 CH2SH
ПРИМЕЧАНИЯ 425 Существенную роль в глютатионе играет группа SH; в нейтральной или щелочной среде она легко подвергается автоксидации; при этом две молекулы редуцированной или SH формы окисляются и переходят в S—S форму. В этой форме цистеин переходит в цистин; последний, восстанавливаясь, расщепляется вновь на две частицы цистеина. / CH2-SH ч сн2 —s — s —сна / I ■ \ I 1 2 H—С -NH2 —> Н-С -NH2 H2N-C — H \ I / I I \ COOH / GOOH COOH Наличие органических соединений серы объясняет тот факт, что анаэробы дают рост на продуктах триптического распада казеина, но не на продуктах распада желатина. Это происходит от того, что в последней среде нет составной части, содержащей группу SH. Если казеиновую среду 6-часовой аэрацией освободить от всяких следов SH, то анаэроб Вас. sporogenes не растет на среде из продуктов распада казеина. Полезное действие группы SH объясняют не только тем, что она отнимает свободный кислород из среды, но что она поддерживает на известном уровне окислительно-восстановительный потенциал. Эти соединения представляют особый интерес в том отношении, что их потенциал зависит только от концентрации восстановленной формы. В последние годы, в связи с развитием учения об окислительно-восстановительном потенциале, изучение анаэробиоза вступило на новые пути. Окислительно-восстановительную способность какой-либо системы по отношению к водородному электроду выражают в вольтах (Eh). Системы, имеющие более высокий потенциал, чем водородный электрод, считаются положительными ( + ), а имеющие меньший потенциал—отрицательными (—). Так как окислительно-восстановительный потенциал зависит от реакции среды (рН), то Кларк предложил характеризовать окислительно-восстанови- Eh тельные системы величиной гН, причем гН = + 2 рН (при 18°) и яв- ляется показателем степени аэробности среды. Вполне понятно, что существует известный предел окислительного потенциала, при котором организм не в состоянии проявлять свою жизнедеятельность. Этот предел различен для разных микроорганизмов и зависит от внутриклеточного окислительно-восстановительного потенциала. Аэробы в состоянии противостоять чрезмерному повышению потенциала наружной среды. Это обусловливается содержанием в клетке буферных веществ, например, обратимых систем, образующихся из Сахаров в конечном счете деятельностью дегидраз. Эти буферные системы противостоят поднятию внутриклеточного гН до уровня, несовместимого с жизнью. Аэробы с этим справляются при наличии кислорода, но не могут противостоять окислению при посредстве перекиси. Анаэробы же обладают особой чувствительностью к кислороду. В определенных условиях достаточно следов кислорода, чтобы задержать их развитие. Это зависит от того, что повышение внутриклеточного потенциала в положительную сторону подавляет процессы синтеза, а облигатные анаэробы не в состоянии противодействовать влиянию кислорода. Согласно Вюрмзеру, облигатные анаэробы могут быть выращены в присутствии кислорода, если к обычной питательной среде прибавить некоторые вещества—пировиноградную кислоту (Бертло), стерильные ткани (Эвери и Морган), цидеин (Госойа, Куостель и Стефенсон), глютатион (Куостель и Стефенсон), тиогликолевую кислоту (Куостель и Стефенсон), сульфиды щелочных металлов (Тренкман), тиомолочную и левулиновую кислоту (Обель и Обертин), «эволюционировавшие» растворы глюкозы (Плотц). Все эти вещества обладают редуцирующими свойствами. Некоторые из них, например, сульфиды, сами по себе обладают повышенной редуцирующей способностью, другие, например, пиро- виноградная кислота, приобретают эти свойства только в присутствии энзимов микроорганизмов. Благодаря этой редуцирующей способности микробам удается установить в наружной среде условия, благоприятные для их развития, причем, согласно Обелю, Обертину, Женевуа и Плотцу, значение гН в изученных ими средах лежит ниже 14. Укажем здесь, что регулированием гН можно влиять на продукты жизне-
426 ПРИМЕЧАНИЯ деятельности микроорганизмов; в этом отношении очень интересные результаты были получены С. И. Кузнецовым у Aspergillus niger*. 21.Гниение. С одной стороны, под гниением разумеют неполное разложение белка (особенно, когда оно сопровождается неприятным запахом) с накоплением продуктов неполного окисления, с другой—всякое разложение белковых веществ, сопровождающееся выделением зловонных газов. В первом случае мы имеем дело с чисто анаэробным процессом; если же придерживаться второго определения, то в процессе гниения могут участвовать как аэробы, так и анаэ-, робы. Среди анаэробов, разлагающих белки, особого упоминания заслуживают Вас. putrificus, Вас. perfringens, Вас. sporogenes. В качестве продуктов разложения белков анаэробами могут встречаться продукты протеолитического распада белков (пептон, тирозин лейцин), далее—продукты более глубокого распада, как валериановая, масляная, параоксифенилпропионовая кислота, индол- уксусная кислота, затем аммиак, сероводород и органические основания, между ними простые амины, как метил-, диметил-, триметиламин и,высшие гомологи, а также диамины. Укажем, что разложение аминокислот может итти путем декарбоксилиро- вания—выделения С02 из карбоксильной группы, а также путем дезаминирова- ния—выделения аммиака; таким путем из аминокислот могут образоваться амины, жирные кислоты и оксикислоты, спирты и углеводороды. Из аэробов белки разлагают Proteus vulg ris, различные вибрионы, Bact. jluorescens, Bact. pyocyaneum, Bact. prodigiosum, Bac. subtilis, Bac. mycoides, Bac. mesentericus и др. Эти бактерии разлагают белок, пептонизируя его, и разжижают желатину; из непептонизирующих бактерий в разложении белков играет роль кишечная палочка В et. coli commune. В продуктах разложения белковых соединений культурами Proteus vulgaris находили триметиламин, бетаин, фенол и летучие жирные кислоты, в другом случае—пептон, аминокислоты, индол и скатол. Ряд аэробов при разложении белков образует большие количества аммиака—это так называемые аммонифи- каторы. Наряду с гниением при широком доступе воздуха идет процесс, называемый тлением; при этом мы имеем дело с окислением продуктов распада белка. В природе, как это указывает Пастер, разложение белков является результатом совместной работы различных микроорганизмов, причем одни микроорганизмы разрушают продукты жизнедеятельности других микроорганизмов. Мы имеем здесь дело с так называемым метабиозом. Как на один из таких примеров, Пастер указывает на разрушение соли масляной кислотой. Микроорганизмы, разрушающие соли органических кислот, между прочим, соли жирных кислот, изучались различными авторами. С разрушением солей жирных кислот мы встречаемся при превращениях, имеющих место в почве, причем одни микроорганизмы участвуют в их образовании, другие же разрушают их. То же самое имеет место при мочке льна, причем в этом случае особенно энергично идет разрушение солей жирных кислот при регенерации мочильной жидкости. Гниение мяса изучалось различными авторами, причем сначала придавали исключительное значение в возникновении этого процесса факультативным анаэробам, но впоследствии выявилась большая роль, которую при этом играют облигатные анаэробы. Из последних при гниении мяса часто встречается Вас. putrificus, из других анаэробов следует упомянуть Вас. perfringens, Вас. bifermentans sporogenes. Совместное действие этих двух микробов может вызвать газовую гангрену. При исследовании гниющего мяса присутствие этих микробов характеризовалось неприятным запахом продуктов их жизнедеятельности. 22. Брожение и гниение в связи с круговоротом веществ в природе. Первоначально брожение и гниение связывали с изменениями, претерпеваемыми организмами после их смерти. Еще задолго до появления работ Пастера в бродящих и гниющих веществах было установлено присутствие живых микроскопических существ. В связи с этим возникла мысль о возможном влиянии этих существ на гниение. Эти гадательные предположения не подкреплялись, однако, научно обоснованными доказательствами и встре- * Кузнецов С. И.—Окислительно-восстановительный потенциал в биологии Успехи биологической химии, выпуск X, 119, 1934.
ПРИМЕЧАНИЯ 427 чали энергичных противников в лице сторонников чисто химического объяснения этих явлений. Пастер связывает брожения и гниения с круговоротом веществ в природе. Эти явления он представляет себе следующим образом: «Нетрудно в самом деле понять, что брожение и гниение представляют только первую фазу в возвращении атмосфере и почве всего, что отжило. Брожение и гниение развивают тела все еще очень сложные, хотя они представляют уже продукты разложения бродящих веществ. Когда сахар бродит, большая часть его превращается в газообразное состояние, но вместе с образовавшейся угольной кислотой, которая представляет собой часть сахара, возвратившуюся в атмосферу, образуются новые продукты: спирт, янтарная кислота, глицерин и дрожжи. Когда гниет мясо животных, то вместе с парами воды и другими газами гниения образуются еще очень сложные продукты разложения. Где же природа находит агентов разрушения этих вторичных продуктов? «Великое дело разрушения животных и растительных веществ совершается при помощи тления—притяжением кислорода воздуха. В этом случае следует также устранить из 'науки всю совокупность предвзятых взглядов, допускавших, что кислород непосредственно овладевает организованным веществом после его смерти и что это вещество подвергается чисто химическому горению. Нет, этой работой смерти ,еще управляет жизнь. «Если брожение и гниение производятся, главным образом, анаэробными микроскопическими существами, живущими без свободного кислорода, то процессы тления находятся в преимущественной, если нр исключительной, зависимости от класса бесконечно малых аэробных существ. Эти последние обладают способностью притягивать кислород из воздуха. Это те низшие организмы, которые представляют могущественных агентов в деле возвращения атмосфере всего, что отжило. Плесени, грибки, бактерии, которые мы уже описывали, монады, которые так малы, что их нужно две тысячи, чтобы составить один миллиметр,— берут на себя великую работу восстановления равновесия жизни, делая опять пригодным для созидания все то, что она сотворила». Пастер здесь в кратких чертах рисует роль микроорганизмов в круговороте веществ в природе. Это, конечно, не исчерпывает того, что.нам в настоящее время известно об этих процессах. Мы знаем, что микроорганизмы играют роль не только в круговороте азота (гниение белков, разложение мочевины и др.), углерода (брожение углеводов, разложение спиртов, жиров и др.), но и в круговороте неорганических веществ (серы, фосфора, железа и др.). Что касается разрушения животных и растительных организмов, то следует указать на роль, которую в некоторых стадиях этого разложения играют ферменты самих разлагающихся растительных и животных организмов, что обнаруживается в явлении, известном под названием автолиза (самопереваривание). 23. Исследования об уксуснокислом брожении Пастер опубликовал в виде мемуара в Ann. Scientifiques de l'École Normale supérieure 1 апреля 1864 г. и в виде отдельной брошюры. В издании 1868 г., с которого сделан настоящий перевод, мемуар сопровождается лекцией, которую Пастер читал фабрикантам уксуса в Орлеане. Эта лекция выявляет еще одну черту Пастера-ученого—его блестящий талант популяризатора. 24. Уксуснокислое брожение и уксуснокислые бактерии. Уксус известен человеку с древних времен. Мы встречаем упоминание о нем в различных памятниках древности; древние греки и римляне знали его специфические свойства. Указание на связь между уксусом и вином и спиртом мы встречаем в XV веке. Позднее, в XVII веке, Бехер, считая брожение сходным со сжиганием, приписывает определенную роль в брожении воздуху. Голландский ученый Бергав, давший рецепт приготовления уксуса, нашел, что уксуснокислому брожению должно предшествовать спиртовое брожение. После того как шведский химик Шееле открыл кислород, французский аббат Розье показал в 1786 г., что вино при окислении поглощает воздух. Роль последнего в образовании уксуса пытался выяснить Лавуазье. С начала XIX века процесс уксуснокислого брожения объясняли химическим путем. После установления формулы этилового спирта и уксусной кислоты была составлена формула образования уксусной кислоты из спирта. В 1823 г. Шютценбахом был найден быстрый, так называемый немецкий способ получения уксуса. По этому способу, согласно автору, можно было в 48 часов приготовить крепкий уксус, не уступающий по качеству винному уксусу. Немного позже уксуснокислому
428 ПРИМЕЧАНИЯ брожению уделяет внимание Либих. Последний вместе с Берцелиусом является сторонником чисто химического объяснения процесса образования уьсусной кислоты. Либих, с одной стороны, приписывает буковым стружкам, применяемым в немецком способе приготовления уксуса, роль, которую платиновая чернь играет в окислении спирта; с другой стороны, он рассматривает органические вещества как катализаторы, которые, подобно платиновой черни, окисляют спирт и уксусную кислоту; органические вещества при этом претерпевают изменения, принимая различные формы, причем образуется особая растительная студнеобразная масса, отлагающаяся на дне сосудов и известная под названием уксусного гнезда. Одновременно с Либихом образованием уксуса интересуется и Кютцинг, который вместе с Шванном и Каньяр-де- Латуром обратили внимание на дрожжи, как на возбудителей спиртового брожения. Кютцинг считает, что, подобно тому как спиртовое брожение связано с наличием дрожжей, образование уксусной кислоты зависит от образования пленки. Сравнивая чисто химический процесс окисления спирта с процессом брожения, Кютцинг говорит: «Те процессы, которые вызывают образование уксуса из спирта посредством Платиновой черни или другим подобным путем, не могут быть сравнимы с брожением; они являются чисто химическими процессами, в то время как брожение является таким же органическим химическим процессом, как жизненный процесс органического тела». Кютцинг нашел, что пленка состоит из почти шарообразных клеток диаметром в 1,1—1,4 μ; клетки эти часто расположены цепочками: он считал эти клетки водорослями, которые он назвал Ulvina aceti. Но влияние, которым пользовались видные химики, представители химической точки зрения, было слишком сильно; поэтому взгляды Кютцинга не утвердились в науке и впоследствии были преданы забвению. Только с появлением работ Пастера снова выдвигается биологическая точка зрения, ' и умелое экспериментальное и теоретическое обоснование последней способствует ее утверждению. Пастеру удавалось выращивать на чисто минеральной среде пленку, вызывавшую уксуснокислое брожение, и вызывать брожение заражением пленкой. Пастер показал также, что при определенных условиях пленка, вызывающая уксуснокислое брожение, может потреблять уксусную кислоту. Пастер исследовал условия, которые благоприятствуют росту микроорганизмов в производстве, и показал, как заражением подвергнутой нагреванию жидкости можно вызвать образование уксуса при условиях, устраняющих влияние посторонних микроорганизмов. Пастер положил начало использованию выращенных на искусственных средах пленок для ускорения и улучшения процессов производства. Что касается названия Mycoderma aceti, то его нельзя считать правильным. В настоящее время мы знаем, что в окислении спирта в уксусную кислоту может принять участие ряд бактерий. Одни из этих бактерий развиваются преимущественно на пиве, другие на виноградном вине, третьи, отличающиеся малрй склонностью к образованию пленок, характерны для немецкого способа исполь-. зования буковых стружек. К первой группе принадлежат Bacterium aceti, Bacterium Pasteurianum, Bacterium Kutzingianum; все три представляют собой короткие палочки; у первой оболочка окрашивается иодом в желтый цвет, у других двух—в синий цвет; они отличаются друг от друга характером пленки и другими особенностями. Из бактерий, развивающихся самопроизвольно на вине, следует упомянуть Bacterium orleanense, В cterium vini acetali и Bacterium xylinum. Последняя отличается тем, что образует хрящевидные толстые пленки огромных размеров; в·южноевропейских странах пленка иногда достигает такой толщины, что несколько человек едва в состоянии поднять пленку. Один американский патент рекомендует эту пленку в качестве суррогата для приготовления подметок. Бактерия немецкого способа—Bacterium Schiitzenbachii, имея немного более длинные клетки, отличается тем, что дает большое количество уксусной кислоты в производстве, выше 12% (до 14—15%). Следует указать, что в истекшем десятилетии были выделены уксуснокислые бактерии, не образующие пленок, Acetobacter suboxydans. Уксуснокислые бактерии окисляют не только этиловый спирт, но и многоатомные спирты в кетозы, т. е. сахара, содержащие кетоновую группу; так, маннит окисляется во фруктозу, сорбит в сорбозу. Такого рода окисление производится не всеми уксуснокислыми бактериями. Герман и Нейшуль предложили · разделить уксуснокислые бактерии на две группы по способности образовать при окислении кетонную группу—кетогенных и акетогенных. 25. Флогистон. До конца XVIII столетия господствовала теория
ПРИМЕЧАНИЯ 429 согласно которой как органические вещества, так и металлы претерпевают под влиянием огня одно и то же превращение, обусловленное присутствием в них одной общей составной части — флогистона, который выделяется при горении. Теория горения, с объяснением которой тесно связана теория флогистона, была разработана в общей форме известным химиком Бехером (1635—1682). Воззрения Бехера были затем развиты его учеником Сталем (1660—1734), со времени которого учение о флогистоне прочно укрепилось в науке. Теория флогистона имела большое значение в развитии химии. Она представляла собой связную теорию, касавшуюся обширного круга явлений, и устанавливала связь между разрозненными как будто явлениями. Первый удар теории флогистона был нанесен в 1775 г. Б леком, установившим, что углекислые щелочи отличаются от едких щелочей наличием в первых некоторого газа (углекислоты), а не меньшим содержанием флогистона. Окончательно же теория флогистона пала под влиянием работ Лавуазье,. 26. Механизм образования уксусной кислоты из спирта. Превращение спирта в уксусную кислоту обычно представляется следующими уравнениями: 2С2Н50Н+02=2СН3СН0+2Н20 2СН2СНО+Оа=2СН3СООН Согласно Нейбергу и Виндишу, уксусный альдегид, который образуется при окислении спирта кислородом, переходит в уксусную кислоту не под непосредственным действием кислорода, а благодаря процессу дисмутации, причем в этом случае из двух молекул уксусного альдегида образуется молекула уксусной кислоты и спирта. Превращение идет следующим образом: 2CH3CH2OH-f-02=2CH3CHO+2H20. 2СН3СНО+Н20=СН3СООН+СН3СН2ОН.: В этом случае часть спирта, которая перешла в альдегид, опять превращается в спирт, снова вступающий в реакцию. Согласно Виланду, обе фазы уксуснокислого брожения — образование уксусного альдегида и образование спирта — связаны с дегидрированием при участии кислорода. Реакции протекают следующим образом: СН3.СН2ОН—Н2->-СНз-СОН Спирт Уксусный альдегид сн3сон+н2о ->- сн3сн(он)2—н2-м:н3.соон Уксусный Гидрат уксус- Уксусная кис- альдегид ного альдегида лота Недавние исследования (Simon, 1930) показали, что в анаэробных условиях уксуснокислые бактерии могут вызвать спиртовое брожение. Если через жидкость, в которой происходило анаэробное брожение, продувают воздух, то уксуснокислые бактерии превращают образованный ими спирт в уксусную кислоту. 27. При производстве серной кислоты пары азотной кислоты, приготовляемые нагреванием селитры с серной кислотой, или же окислы азота, получаемые окислением смеси аммиака с воздухом на поверхности платиновой сетки, вводятся в смесь сернистого ангидрида и воздуха на пути к камерам; окислы азота играют в данном случае роль катализаторов, передатчиков кислорода воздуха сернистому ангидриду. Для поглощения окислов азота из отработанных газов служит концентрированная серная кислота. Теоретически окислы азота не расходуются в данном процессе. 28. Эти два последних абзаца и фиг. 15 и 16 были выпущены в отдельном издании «Études sur la vinaigre». (Примечание редакции французского издания). 29. В мемуаре, опубликованном в Annales scientifiques de l'École Normale supérieure на четыре года раньше сочинения «Исследования об уксусе», Пастер писал «80 или 9П°». (Примечание редакции французского издания). 30. В Annales scientifiques de l'École Normale supérieure этой фразе предшествуют слова: «В этого рода реакциях я не вижу ничего невозможного». (Примечание редакции французского издания). 31. В Annales scientifiques de l'École Normale supérieure Пастер писал: «После введения жидкости я помещаю местами на поверхности едва заметное количество микодермы, взятое из сосуда, в котором образуется уксус, на поверхности которого имеется молодая пленка, образованная этой микодермой». (Примечание редакции французского издания). 32. В Annales scientifiques de l'École Normale supérieure Пастер писал:
430 ПРИМЕЧАНИЯ «Это опять осуждение прежней теории брожения и подтверждение принципов, установленных мною в моих прежних исследованиях, хотя на этот раз дело идет о ферменте сжигания, а не разъединения, как в случае пивных дрожжей». (Примечание редакции французского издания). 33. В Annales scientifiques de l'École Normale supérieure Пастер приписал слово «скользким». (Примечание редакции французского издания). 34. Уксусная угрица (Anguillula aceii)—мелкий червячок из семейства Anguillulidae, принадлежащего к классу круглых червей (Nematodes). Угрицы имеют цилиндрическое узкое тело; передний конец закруглен, а задний постепенно суживается. Длина самок 2 мм, самцов около 1 мм. Уксусную угрицу впервые упоминает Petrus Borellus в Centuria observa- tionum micros jo picarum (Hagae comitum, 1656). Czernay дает в Бюллетене Московского о-ва испытателей природы (т. 22, 1849) первое более точное описание уксусных угриц. Первыми наблюдениями над влиянием угриц на производство уксуса мы обязаны Пастеру. По мнению Ротенбаха, наиболее целесообразным способом борьбы с уксусными угрицами является ведение процесса на чистых культурах . 35. Этот параграф не фигурирует в тексте «Annales scientifiques de l'École Normale supérieure. (Примечание редакции французского издания). 36. В «Исследованиях о пиве» с исключительной яркостью отразились основные черты, присущие Пастеру: необычайно страстное искание истины и но менее страстное стремление убедить в этой истине других. По этому труду читатель может шаг за шагом проследить за развитием идей Пастера, за его сомнениями, стремлением проверить свои выводы все новыми и новыми опытами, страстной полемикой со своими противниками и, наконец, глубоким удовлетворением в тех случаях, когда он получает неопровержимые доказательства правильности своих идей. - «Исследования о пиве» появились в 1876 г., когда все основные открытия Пастера в области брожений были уже сделаны. Печатаемые в настоящем сборнике работы Пастера о брожениях в совокупности с «Исследованиями о пиве» заключают в себе все важнейшее в учении Пастера о брожении. В «Исследованиях о пиве» Пастер разрабатывает еще широкий круг других вопросов, имеющих громадное теоретическое и практическое значение. В этом труде с необычайной ясностью выступает та внутренняя органическая связь между теорией и практикой, которой проникнута вся деятельность Пастера. Особого внимания заслуживает разработка вопроса о причинах болезней пива, вызванных размножением и развитием микроорганизмов. Вопрос о причинах болезней вина был разрешен Пастером ранее (Études sur le vin, 1866). Работы над болезнями вина и пива являются первой ступенью его исследований о причинах болезней вообще и дают возможность установить ход развития его идей в этом направлении. 37. Открытие Пастером причин болезней вина непосредственно связано с его работами по самопроизвольному зарождению. Только установив, что самопроизвольного зарождения не существует,. Пастер мог сделать дальнейший шаг и выяснить, что человек может искусственно прекратить или вызвать в вине не только явления брожения, но и заболевания, уничтожив или вводя в них соответствующие микроорганизмы. В исследованиях о вине и пиве Пастер дает теорию, объясняющую их болезни, и указывает способы борьбы с ними. Руководясь теми же принципами, Пастер от борьбы с болезнями вина и пива перешел к борьбе с болезнями шелковичного червя, затем к борьбе с болезнью животных сибирской язвой и, наконец, к исследованиям, завершившим ряд его великих открытий и приведшим к открытию способа борьбы с болезнью человека—бешенством. 38. При самопроизвольном брожении виноградный сок также подвергается опасности заражения дикими дрожжами и другими посторонними брожению микроорганизмами, на что указывал и сам Пастер в 1866 г. Поэтому в настоящее время и в виноделии применяется внесение дрожжевых заквасок. После того как Гансен показал значение чистых культур дрожжей для пивоварения, и в виноделии начали пользоваться чистыми культурами; особенно содействовал этому Вортман. Введенные дрожжи, быстро развиваясь, устраняют опасность заражения посторонними микроорганизмами и содействуют тому, что брожение протекает быстро и четко. . 39. Болезни пива. Описывая болезни пива, Пастер указывает на наиболее часто встречающихся бактериальных вредителей пива. В настоящее время многие из них хорошо изучены. № 1 соответствует Saccharobacillus Ра-
ПРИМЕЧАНИЯ 431 torianus van Laer, Bacillus Lindneri. Среди молочнокислых бактерий, встречающихся в больном пиве, имеются формы более длинные, чем те, которые приводятся Пастером. Гнилостные бактерии, вызывающие помутнение, а иногда и другие изменения (например, запах сельдерея), относятся германскими авторами к не вполне определенной группе Termobacterium. Ослизнение пива вызывается различными бактериями, имеющими капсулу и выдерживающими нагревание до 50° в течение 15 мин. Уксусные бактерии в пиве представлены несколькими видами; Bacterium aceti, Bacterium Kutzingianum, Bacterium rancens, Bacterium Pasteurianum. Вредители, приведенные под № 7, в настоящее время известны под названием педиококков и сарцин. Последние могут вызывать как помутнение пива, так и неприятный вкус. Вредителями пива могут быть и масля- нокислые бактерии, придающие пиву неприятный вкус и запах. Для пива верхнего брожения может представлять опасность и сенная палочка В с. subtilis. Пастер указывает на то, что примесь посторонних дрожжей может иметь неприятные последствия для процесса приготовления пива. В настоящее время придается большое значение дрожжевидным организмам как возбудителям болезней пива. Дрожжи могут вызывать помутнение, а иногда и изменение запаха и вкуса пива. Наибольшую опасность представляют дрожжи, развитие которых не подавляется культурными дрожжами, служащими в качестве закваски. Из дрожжей, вызывающих помутнение пива, известны Saccharomyces turbidatis и Saccharomyces çalidus. Помутнение вместе с изменением вкуса может вызвать Saccharomyces pastorianus. Согласно исследованиям Гансена, этот вид дрожжей вызывает в пиве нижнего брожения горький вкус и неприятный запах. Иногда примесь верховых дрожжей может влиять на выдержку пива нижнего брожения. Если бутылки и бочки хранятся не при достаточно низкой температуре, то могут образоваться и осадок и помутнение. Согласно Вортману, мертвые дрожжевые клетки могут вызвать помутнение вина. В некоторых случаях клеточная оболочка может раствориться, и тогда содержимое клетки производит помутнение. 40. Франсуа Аппер изобрел способ сохранения мясных и растительных припасов (1804). Положив припасы в жестяные банки и закупорив их, он кипятил их в соленой воде от 15 до 30 мин. и после прогревания при t° выше 100° оставлял на хранение. По предложению французского правительства, Лппер в 1810>. напечатал описание своего метода. Исследованиями Гей-Люссака было установлено, что в банках Аппера не содержится кислорода. Отсюда и сделан был вывод, что последний необходим для процессов брожения. 41. Пастер установил, что вино можно предохранить от порчи, прогревая его до температуры, не достигающей 100°. С тех пор нагревание жидкостей ниже 100° в целях предохранения их от порчи называют пастеризацией. Пастеризацией убиваются только бесспоровые микроорганизмы, споры же при таких условиях могут сохраниться. Температура, до которой данная жидкость должна быть нагрета для уничтожения в ней микроорганизмов, зависит от состава жидкости, ее кислотности, содержания спирта и характера находящейся в ней микрофлоры. Этим отчасти объясняется и значение кислотности. Состав микрофлоры меняется в зависимости от степени кислотности жидкости. Сусло является чрезвычайно благоприятной средой для развития споровой микрофлоры, поэтому достигнуть предохранения его от порчи путем пастеризации невозможно. Реакция среды при пастеризации может иметь значение и в связи с набуханием клеток, что соответствует повышению их влажности, но в таком случае благоприятными для пастеризации могут оказаться определенные концентрации как кислотности, так и щелочности. 42. В этом случае, как и в других, Пастер называет некоторые бактериальные организмы нитевидными дрожжами. Это не соответствует современному представлению об этих организмах. 43. Разложение мочевины. Мочевина представляет собой азотистое соединение, широко распространенное в природе. Она выделяется человеком и животными с мочой, в которой содержится около 2% мочевины, т. е. диамида угольной кислоты — СО (NH2)2. Она встречается также в значительных количествах в числе продуктов диссимиляции высших грибов. Путем гидролиза мочевина превращается в углекислый аммоний: CO(NF2)2+2H20=(NH4)2C03. Гидролиз мочевины вызывается особым ферментом—уреазой, которая может быть выделена из культур микроорганизмов. Уреаза содержится также в экстракте сои и других растений.
432 ПРИМЕЧАНИЯ Способностью производить гидролиз мочевины обладают Proteus vulgaris у Bacterium fluorescens liquefaciens, coZi-подобные бактерии и другие, но особенно энергичными возбудителями разложения мочевины являются так называемые уробактерии, встречающиеся в загрязненных водах, навозе, земле. Из этих микроорганизмов упомянем Urobacillus Pasteurii—длинная подвижная бацилла с круглой спорой, Urobacillus Miquelii (бесспоровая палочка) m^Sarcina ureae (спорообразующая сарцина). Пастер полагал, что возбудителем этого процесса является особый кокк, названный впоследствии Коном Micrococcus ureae. 44. Гетерогения и самопроизвольное зарождение. В древние и средние века было широко распространено воззрение, согласно которому низшие животные (мягкотелые, членистоногие) и даже некоторые позвоночные животные (рыбы, лягушки) могут возникать путем самозарождения из разлагающихся животных и растительных веществ. Этот взгляд на происхождение насекомых был эксперим' нтально опровергнут еще в XVII веке итальянским естествоиспытателем Реди. Но с открытием микроскопа, который дал возможность различать бывшие невидимыми до того времени микроскопические существа, учение о самопроизвольном зарождении возрождается вновь. В XVIII веке пытались дать учению о самопроизвольном зарождении экспериментальное подтверждение. Английский исследователь Нидгем производил опыты с мясом, настоем мяса и растительных веществ в закрытых сосудах, предварительно подвергнутых действию высокой температуры, и при этом получал развитие микроорганизмов. Результаты его опытов встретили поддержку со стороны известного французского натуралиста Бюффона. Но последний не связывал самопроизвольное -зарождение только с микроскопическими существами. Он распространил его и на другие организмы, на тений, аскарид и других червей. Он говорит между прочим: «Может быть, имеется столько существ, либо живущих либо вегетирующих, которые размножаются при посредстве случайного' соединения органических мол.кул, сколько существует животных и растений, которые размножаются при посредстве постоянного чередования поколений». Бюффон считает, что рассеянные в организме органические живые молекулы могут после смерти организма дать начало новым организмам. Он представлял себе, что всякий вид при гниении дает начало особому виду инфузорий. По его мнению, органические молекулы могут перейти от животного к растению и от растения к животному. Наряду с Нидгемом и Бюффоном имелись и противники самопроизвольного зарождения, среди которых особенно важную роль следует приписать Спа- ланцани. Последний повторил опыты Нидгема в герметически закрытых сооу- дах, подвергая их кипячению. Но полученные им результаты не казались сторонникам самопроизвольного зарождения достаточно убедительными. Опыты, результаты которых свидетельствовали против теории самопроизвольного зарождения, были проведены в первой половине XIX века Шванном, Шульце, Шредером, Душем. Шванн, один из первых указавший на роль дрожжей в спиртовом брожении, подверг проверке результаты опытов Гей-Люссака о значении кислорода для брожения и самозарождения. Он пропускал струю прокаленного в стеклянной трубке воздуха в сосуд с обеспложенным мясным бульоном и показал, что в этих условиях бульон не загнивает. Шульце, чтобы освободить воздух от зародышей, пропускал его через крепкую серную кислоту и получил такие же результаты, как и Шванн. Шредер и Душ обеззараживали воздух пропусканием его через слой стерилизованной ваты, и при этом стерильная жидкость также не загнивала. Хотя разультаты большинства опытов упомянутых выше немецких исследователей и говорили против возможности самопроизвольного зарождения, но все же опыты с некоторыми жидкостями дали отрицательные результаты, в них появлялись микроорганизмы. Поэтому сторонники самопроизвольного зарождения могли считать, что при известных условиях последнее может иметь место. В конце пятидесятых годов прошлого столетия спор возродился снова с особой силой. G доказательством о существовании микроскопических организмов, появляющихся на свет без зародышей, следовательно, не от других таких же организмов, их предков, т. е. о возможности гетерогении, выступил Пуше, директор Музея естественной истории в Руане, член-корреспондент Академии наук в Париже. В довольно объемистой книге «Гетерогения, или трактат о самопроизвольном зарождении» он излагает историю вопроса и результаты своих опы-
ПРИМЕЧАНИЯ 433 тов в связи с различными теоретическими рассуждениями. Он считает, что самопроизвольное зарождение, или гетерогения, обычно имеет место при наличии в той же среде гниющего тела, воды и воздуха. Хотя гниющее тело и играет важную роль в самопроизвольном зарождении организмов, однако в редких случаях оно может и отсутствовать. Теплота,' свет и электричество оказывают благоприятное действие на это явление. В самопроизвольном зарождении Пуше придает большое значение так называемой зародышевой пленке (pellicule proligère), и с этой точки зрения первые стадии зарождения монады и млекопитающего представляются одинаково простыми. Работы Пастера по критике учения о самопроизвольном зарождении тесно связаны с начатыми им исследованиями по изучению природы брожений. Весь ход его предыдущих работ показал ему необходимость доказать, что брожение в тех средах, которые он употреблял, вызывается зародышами микроорганизмов, ' либо попадающими извне и находящимися в воздухе, либо оседающими на посуду или на материалы брожения. Результаты этих исследований были изложены в ряде сообщений и в основном «Мемуаре об организованных тельцах, существующих в атмосфере. (Обсуждение учения о самопроизвольных зарождениях)». Следует сказать несколько слов о полемике Пастера с Бастианом. Последний, и после появления мемуаров Пастера доказывал, что в прокипяченной моче, нейтрализованной едким калием, самопроизвольно зарождаются бактерии. Пастеру не стоило больших трудов, чтобы показать, что в данном случае имело место заражение ранее имевшимися зародышами бактерий. Наряду с учением о самопроизвольном зарождении Пуше и Бастиана, следует упомянуть теорию Вешана о микрозимах, представляющих, по его мнению, те первоначальные элементы, единицы жизни, которые нельзя свести на что-нибудь другое, которые физиологически неразрушимы и из которых образована клетка. Микрозимы могут находиться в органических жидкостях, в клетках после их отмирания и давать начало новым организмам. Микрозимы образуют клетки и бесклеточную ткань; микрозимы организма играют роль в инфекционных заболеваниях. В связи с теорией микрозим следует упомянуть теорию Виганда об анаморфозе (превращении) организованной материи в индивидуализированные существа. По мнению Виганда, протоплазма растительных и животных тканей может превращаться в бактерии. Так, могут возникнуть гнилостные, молочнокислые и другие бактерии. Говоря о самопроизвольном зарождении, нельзя пройти мимо учения о полуорганизмах Фреми, которого Пастер неоднократно упоминает в своих «Исследованиях о пиве». Агенты, разлагающие животные и растительные организмы на элементы, которые могут быть ассимилированы растением, называются, по Фреми, ферментами. Ферменты делают подвижными органические молекулы и при посредстве воздуха приводят к их окончательному разложению. По мнению Фреми, органические среды могут порождать ферменты. Он считает некоторые вещества как бы живыми, способными при соприкосновении с воздухом порождать ферменты. Эти вещества он называет полуорганизованными тела ми. Эти тела имеют неполноценную структуру, они могут быть студенистыми, обыкновенно их трудно различать при помощи микроскопа. Фреми считает, что, показав возможность внутриклеточных брожений, он нанес решительный удар теорий атмосферной панспермии Пастера. Но, конечно, вскоре правым оказался последний. Пастер говорил, что он был очень разочарован при чтении работы Фреми. 45. Под названием Torula объединяют почкующиеся дрожжевидные организмы, не образующие спор. Некоторые из них сбраживают сахара, другие не сбраживают; одни образуют пленку, другие не образуют. Так как спорообра- зующие дрожжи могут образовать аспорогенные (бесспоровые) разновидности, то не исключена вероятность, что некоторые торула произошли от дрожжей. Торула могут иметь круглую сферическую форму, но имеются и овальные и продолговатые торула. При приготовлении английского пива торуловидная форма Bretanomyces участвует в дополнительном брожении и производит своеобразный аромат пива. Торула встречается в почве, на различных насекомых, на пивоваренных заводах, в слизетечении деревьев и т. д. Имеются торула, образующие пигмент, так называемые красные дрожжи. 46. Микодерма. Этим названием обозначают в настоящее время так называемые пленчатые дрожжи. Они образуют на поверхности питательной жидкости, особенно на пиве и вине, пленку, содержащую между клетками пузырьки воздуха. Они не образуют спор, являются аэробами, имеют часто ко- Л. Постер 28
434 ПРИМЕЧАНИЯ роткие колбасообразные клетку почкующиеся на концах, с прозрачной протоплазмой и светопреломляющими.зернышками на обоих полюсах. Они являются вредителями пива и вина, так как разрушают спирт и органические кислоты. Некоторые микодермы способны слабо бродить. Наиболее известны Mycoderma cerevisiae (развивается на пиве) и Mycoderma vini (развивается на вине). Mycoderma decolorans обесцвечивает сусло в присутствии верховых дрожжей и придает пиву плесневый запах и вкус. 47. Свойство дрожжей сохранять жизнеспособность в высушенном состоянии имеет большое практическое значение. Высушивание вообще различно действует на споры и вегетативные клетки микроорганизмов. Споры в высушенном состоянии сохраняют свою способность к прорастанию в течение многих лет. Сохранение жизнеспособности при высушивании присуще, главным образом, дрожжам в определенном физиологическом состоянии. К высушиванию устойчивы свежие* неослабленные клетки с невысоким содержанием белка. Различные расы дрожжей обладают этой способностью в различной степени. В настоящее время имеют практическое применение сухие дрожжи и сухие культуры молочнокислых бактерий. Практический интерес представляют также сухие закваски теста, приготовленные на чистых культурах специфических бактерий теста и на дрожжах. 48. Превращение одних видов микроорганизмов в другие. Исключительно большое место в этой главе посвящает Пастер доказательству того, что превращение плесневых грибов в дрожжи, дрожжей в бактерии и обратно, которое принималось многими исследователями, в действительности не наблюдается. Этот вопрос имел громадное принципиальное значение как в связи с теорией самопроизвольного зарождения, так и в связи с теорией брожения. Этим объясняется та настойчивссть, с которой Пастер вел в этом направлении экспериментальную работу, и та решительность, с которой он отстаивал свое мнение перед противниками. Особенно ожесточенные споры Пастер вел с Фреми и Трекюлем. В Академии велась страстная полемика, продолжавшаяся с особой интенсивностью в период 1871—1873 гг. Фреми высказывал свои взгляды с большой резкостью, расходясь с Пастером как по вопросу о природе возбудителей брожения, так и по вопросу о способности их превращения в другие микроорганизмы—бактерии и плесени. Даже в 1875 г. Фреми продолжал стоять на своей точке зрения, что видно из его книги «б зарождении ферментов», на которую Пастер отвечал в приложении к «Исследованиям о пиве». Значительное число авторов стояло на той точке зрения, что дрожжи могут переходить в плесени. Эти взгляды были высказаны Тюрпеном и Кютцингом и подтверждались Вагнером, Байлем, Беркли, Гофманом и Пуше. Опыты Пастера привели его к обратным взглядам. Полученные им данные шли как бы вразрез с приобретавшей в то время все большее и большее влияние теорией эволющш органического мира. Но это противоречие было только кажущимся. Теория эволюции органического мира вовсе не предполагает способности различных видов организмов переходить друг в друга, как и не требует признания, что новые живые существа могут образоваться из продуктов разложения других организмов. По словам Энгельса, такое предположение относится по существу к эпохе, когда признавали неизменность видов («Диалектика природы»). Кроме неправильных теоретических представлений об эволюции организмов, воззрения о возможности превращения одних микробов в другие получали мощную поддержку со стороны экспериментального материала, многочисленных наблюдений и опытов над развитием микроорганизмов в нечистых культурах. В 70-х и 80-х годах прошлого столетия в науке велись горячие споры между представителями различных течений в вопросе об изменчивости микробов. Мономорфисты (Cohn и др.) считали, что виды бактерий и микробов таковы же, как виды высших организмов, и более или менее резко разграничены друг от друга. Полиморфисты (Nàgeli и др.) считали, что в мире микроорганизмов понятие вида не соответствует тому, что понимают под видом высших организмов. Вид микробов отличается не какими-либо постоянными признаками, а определенной амплитудой колебаний каждого признака. С появлением метода чистых культур микроорганизмов победу в этой дискуссии одержали мономорфисты. Это имело большое теоретическое и практическое значение, открыв широкие перспективы применения микробиологии в бродильных производствах и в медицине.
ПРИМЕЧАНИЯ 435 Позиция Пастера в этой научной дискуссии чрезвычайно интересна. По существу, его нельзя причислить ни к мономорфистам, ни к их противникам. Признавая в принципе полиморфизм, Пастер принимал его исключительно для тех случаев, когда он был точно доказан опытным путем. Так, в примечании к IV главе (стр. 252) Пастер, исходя из строгих опытных данных, отрицает способность дрожжей превращаться в другие микроорганизмы; но в то же самое время он всецело признает возможность изменения их внешней формы и физиологических свойств под влиянием внешних условий. В ряде других работ Пастера встречаются интересные замечания, характеризующие более подробно его воззрения по настоящему вопросу. Он говорит, например, о том, что «наименование и классификация бактерий не может покоиться на морфологических основах, как думают в последние годы, в частности, Кон и Бильрот». При этом он указывает на то, что вибрион септицемии (Vibrion septique) проходит, смотря по условиям культуры, столь различные формы по своей длине и толщине, что кажется, будто имеешь дело с различными видами* (Oeuvres de Pasteur, vol. VI. Paris, 1933, p. 108). В другой работе Пастер обращает внимание на то, что форма микроскопических существ вторична и классифицировать их по форме трудно; «во всех случаях Среди их отличительных признаков надо в первую очередь изучить их действие на животный организм»· (Oeuvres de Pasteur, vol. VI. Paris, 1933, p. 563). Пастер, таким образом, принимал и изменчивость микроорганизмов и постоянство их вида, поскольку и то и другое вытекало из экспериментальных фактов и наблюдений. 49. Культуры, которые Пастер называет «культурами в чистом состоянии»· (culture à l'état de pureté), не являются, с современной точки зрения, чистыми1 культурами, в строгом смысле этого слова. Пастер считал, что примененный им способ культуры плесеней дает гарантию их чистоты. Однако в действительности при этом способе получение совершенно чистой культуры является, в известной мере, делом случая. Метод культур Пастера не исключает возможности- проникновения посторонних микроорганизмов, не получающих дальнейшего- развития при данных условиях, но могущих дать рост в других. Пять лет спустя после выхода в свет «Исследований о пиве» Роберт Кох ввел в бактериологию метод получения чистых культур при помощи твердых сред, что дало возможность получить чистые культуры из отдельных, изолированных колоний. В Настоящее время получают чистые кулыуры не только из отдельных, колоний микробов, но также из отдельных клеток, у плесеней—из отдельных спор. Несмотря на то, что в исследованиях Пастера мы не находим еще безупреч1- ной методики получения чистых культур, надо считать совершенно бесспорным', что Пастер—первый исследователь, который сознательно стремился к получе нию чистых культур микробов и который, безусловно, таковые получал. Метод получения чистых культур дрожжей из одной клетки на покровном стеклышке во влажной камере был введен Гансеном. Работы Гансена послужили основанием для введения чистых культур в пивоваренное производство и в виноделие. 50. Анаэробное дыхание.В настоящей главе Пастер приводит опыты с плесневыми грибами, результаты которых тесно связаны с основами его теории брожения. Он обосновывает тут два положения, имеющие громадное принципиальное значение: 1. Не только дрожжи, но и плесневые грибы способны к брожению. При отсутствии кислорода они начинают образовывать спирт и углекислоту, черпая из этого процесса необходимую им энергию. 2. ^ифы плесневых грибов, обычно развивающиеся на воздухе, совершенно меняют свою форму при развитии в отсутствие кислорода в жидкостях. Этим замечательным открытием, которое было сделано еще в 1872 г., но все значение которого сделалось понятным только позднее, было установлено, что^ анаэробные процессы имеют значение и для организмов, нормальное существование которых протекает в присутствии кислорода. От частных случаев брожения дрожжей и анаэробного дыхания плесеней Пастер переходит к широким обобщениям, указывая, что способность жить без кислорода не является особенностью клеток этих организмов, но присуща всем другим живым клеткам. Еще в своем докладе Академии в 1872 г. (Compt. rend. Ас. Se, 75, 784, 1872) Пастер пишет: «Принимая эту точку зрения, мы должны видеть в брожении частный случай общего явления. Можно сказать, что в известный момент жизни все организмы способны к брожению. Нет таких, которые сразу прекратили бы свое суще- 28*-
436 ПРИМЕЧАНИЯ ствование при отсутствии кислорода». Следует отметить, что способность растений в бескислородной среде давать спирт и углекислоту была констатирована ранее Пастера рядом авторов: Ролло (1822), Соссюр (1804), Дюмон (1819), Берар (1821), Деберейнер (1822) и особенно Лешартье и Беллами (1869, 1872 и 1874). Полученные факты не привели, однако, этих исследователей к пониманию смысла происходящих явлений, и только Пастер сумел сделать из них выводы, объясняющие их значение в жизни живого организма. Обобщая явление анаэробного дыхания и распространяя последнее на все растительные клетки, Пастер одновременно высказывал мнение, что способность к анаэробному дыханию должна быть присуща и животным, что и было установлено Пфлюгером в 1875 г. С современной точки зрения явлениям анаэробного дыхания уделяется большое внимание не только как процессам, дающим необходимую живой клетке энергию в отсутствие кислорода, но и как процессам, биохимически теснейшим образом связанным с кислородным дыханием. Об анаэробном дыхании см. также примечание 72. 51. Отметив факт, что Aspergillus образует в сахарном растворе органическую кислоту, Пастер предлагает заняться исследованием этого вопроса. В настоящее время исследования способности плесневых грибов образовывать различные органические кислоты приняли широкие размеры и, помимо теоретического значения, приобрели значительный практический интерес. Подробное исследование образования различными плесневыми грибами щавелевой кислоты было опубликовано Вемером в 1891 г. В 1892 г. тот же автор описал особую группу грибов — Citromyces, которые способны вырабатывать из Захара лимонную кислоту. Позднее работами Кэрри, Эльфинга, Костычева, Буткевича, Бернгауэра и др. было выяснено, что способность образовать из сахара лимонную кислоту присуща и другим плесневым грибам, в первую очередь—аспергиллам. В зависимости от внешних условий, эти грибы могут вырабатывать из сахара различные органические кислоты: лимонную, щавелевую и глюконовую. Плесневые грибы могут образовать и ряд других кислот. Способность грибов давать лимонную и щавелевую кислоту используется в настоящее время для промышленных целей. 52. Делая вывод, что плесневые грибы в отсутствие кислорода обнаруживают способность к образованию спирта и углекислоты, Пастер в то же время высказывает мнение, что при этом могут получаться и другие продукты, в зависимости от природы плесеней. При дальнейших исследованиях над анаэробным дыханием было действительно установлено, что продуктами его далеко не у всех организмов являются спирт и углекислота в равных количествах. Во многих' случаях количества спирта значительно меньше, чем количества углекиелоты: у шампиньона, ^например, согласно Костычеву, спирта совсем не образуется (имеется и противоположное утверждение). 53. Пастер и трансформизм. Как относился Пастер к теории эволюции? Пастер и Дарвин были современниками. В 1859 г., когда появилось «Происхождение видов» Ч. Дарвина, Пастер уже был выдающимся ученым и всецело был занят исследованиями о природе брожений и самопроизвольном зарождении организмов. Дарвине огромным вниманием следил за работами Пастера. В одном из писем к Бентаму (1863 г.) он пишет, что «работы Пастера приводят «го в бесконечный восторг» (Life and Letters of Ch. Darwin, London, 1888). Совсем иначе относился Пастер к созданной Дарвином эволюционной теории. Человек консервативных традиций, Пастер встретил учение Дарвина не только индиферентно, но явно неодобрительно. В этом отношении Пастер не разошелся с другими членами Академии наук в Париже, которая в 1872 г. отвергла кандидатуру Дарвина в Академию, как творца «праздных гипотез». Эта мотивировка Парижской академии, по существу, повторяется и у'Пастера. Отрицательное отношение к теории эволюции встречается у Пастера не только в его «Исследованиях о пиве». В полемике с Трекюлем, который в широких пределах принимал превращение одних микроорганизмов в другие, Пастер между прочим говорит, что «эта гипотеза трансформизма вносит в науку множество ошибок, так как она многих освобождает от углубленных наблюдений» (Oeuvres de Pasteur, vol. II. Paris, 1922, p. 412). Таков основной мотив отрицательного отношения Пастера к теории эволюции. Ему представлялось, что она вносит произвол в научное исследование, противоречит понятию вида и. следовательно, всем основам его научных исследований? Эту сторону вопроса подчеркивал Дюкло, указывая, что для Пастера важно было «спасти понятие вида», обоснование которого в микробиологии стало возможным благодаря исследова-
ПРИМЕЧАНИЯ 437 ниям Пастера. Пастер не понимал того, что дарвинизм вовсе не приводит к уничтожению понятия вида, а лишь преобразует его. Для дарвинизма вид является такой же объективной реальностью, но исторически подвижной. Теоретически отвергая дарвинизм, Пастер в своей научной работе, иногда сам того не сознавая, приходил ко многим дарвинистским идеям. Для объяснения ряда биологических явлений Пастер пользуется учением о борьбе за существование и естественном отборе. Так, им применяется метод искусственного отбора при лечении пебрины шелковичного червя, наследственность которой им же была доказана. Он рассматривает дрожжи, как смешанные популяции, из которых путем отбора можно получить ценные для производства культуры. Для объяснения взаимодействия патогенного микроба и организма хозяина он выдвигает идею борьбы за кислород, как существенный элемент жизни. В ряде других примеров он прямо ссылается на исторический процесс, приводящий к образованию новых рас. Таково, например, объяснение происхождения верховых и низовых дрожжей. «Откуда же взялись,—говорит Пастер,—в производстве верховые и низовые дрожжи? Каково их происхождение? Я не умею сказать этого: но я думаю, что мы имеем здесь дело с новым примером изменений растений и животных, "сделавшихся, благодаря долговременному приручению, наследственными. Мы не знаем хлебных злаков в диком состоянии: нам неизвестно, каково было первое зерно. Нам неизвестен также шелковичный червь в диком состоянии, и мы не имеем представления о свойствах расы, которая дала его первое яичко». Мы видим, таким образом, что Пастер находит возможным превращение одной формы в другую под влиянием условий культуры. Такой же точки зрения он придерживается, когда говорит об аэробных формах дрожжей, о дрожжах-плесенях. Он склонен даже считать верховые дрожжи аэробной формой низовых дрожжей. Так, он говорит: «что касается настоящих верховых дрожжей пивоваренного производства, то точно так же по их способности подниматься на поверхность при брожении, по вкусу и аромату пива можно заключить, что они являются аэробными формами каких-то низовых дрожжей. Трудно, однако, сказать, каковы эти последние дрожжи, где их можно найти и вообще существуют ли они в действительности». Таким образом, Пастер отнюдь не является сторонником невозможности наследственных изменений морфологических и физиологических свойств организмов. 54. Среди мукоровых грибов имеются переходы от чрезвычайно слабых бродителей к энергичным. Mucor mucedo, который дает малые количества спирта, принадлежит к первой группе. Mucor racemosus, который дает до 7% спирта, принадлежит ко второй. Mucor mucedo хотя и не в состоянии развиваться без доступа кислорода, но существовать без него может, переходя на спиртовое брожение. Mucor racemosus может нормально развиваться и без доступа кислорода. Те мукоровые^ которые являются хорошими бродителями, все же более чувствительны к спирту, чем дрожжи, и поэтому количество спирта, которое они дают, не превышает 7%. 55. Интересно указать, что на явления, связанные с самопроизвольным брожением и с наличием дрожжей, человек обратил внимание с древних времен. Это получило свое отражение в самом обозначении этих явлений. Во время брожения обнаруживаются явления, напоминающие слабое кипение. Слово fermentation (ферментация, брожение) некоторые производят от латинского слова fervere—кипятить. Древнееврейское слово «яин» (вино) происходит от глагола, который обозначает подниматься, кипеть. Немецкое слово Hefe (дрожжи) происходит от heben—поднять; французское levure (английское leave)—от lever— поднимать. 56. Pseudosaccharomyces apiculatus, Saccharomyces apiculatus или Han- seniaspora. Имеются формы, образующие аскоспбры (Saccharomyces), и формы, не образующие их и не относящиеся к группе Saccharomyces. Этот микроорганизм, который изучался Реесом и Гансеном, представляет собой дрожжи нижнего брожения. Согласно исследованию Гансена, он встречается летом и осенью на зрелых сладких и сочных плодах и в земле. В последней он защищен от высыхания, которому он слабо противостоит. При совместной культуре с Saccharomyces cerevisiae к концу главного брожения вытесняется последними, хотя вообще размножается сильнее. Как и другие грибы, варьирует в отношении образования спирта, как и в отношении получающегося аромата. По исследованиям Мюллера-Тургау и Вортмаиа, отрицательно влияет на брожение при приготовлении вина. Не сбраживает ни сахарозы, ни мальтозы.
438 ПРИМЕЧАНИЯ 57. SaccharOmyces pastorianus Hansen были найдены Гансеном в пыли пивоваренного завода в Копенгагене и в больном пиве. Этот вид похож на форму, описанную Реесом и Пастером. Образует, главным образом, удлиненные клетки, а также круглые и овальные; число спор в клетке 1—4, длинные клетки могут содержать 5—10 спор. В пиве эти дрожжи могут вызвать болезни, выражающиеся в неприятном запахе и очень горьком вкусе. Плохо влияют также на осветление. В то время как для приготовления пива этот вид оказывается непригодным, он может давать хороший продукт при приготовлении вина. 58. Круговорот дрожжей в природе. В виноделии часто и в настоящее время пользуются самопроизвольным брожением. Таким образом, каждый раз процесс как бы вызывается новыми дрожжами. Естественно было поставить вопрос о том, откуда эти дрожжи появляются. В главе III «Исследований о пиве» Пастер показал, что сок, находящийся внутри ягод, не содержит дрожжей. После того как он нашел их на поверхности ягод, он поставил ряд опытов, чтобы убедиться, в какое время года дрожжи появляются на ягодах. После него более подробно изучал этот вопрос Гансен в отношении различных видов дрожжей. Сначала эти исследования были произведены над Saccharo- myces apiculatus (Pseudosaccharomyces apiculatus). Летом и осенью эти дрожжи встречаются на кожице сладких и сочных плодов и размножаются в соке этих плодов, вытекающем при их повреждении. Зимой они попадают в почву вместе с опадающими плодами и также с дождевой водой, омывающей плоды. Из почвы они затем опять попадают на плоды; в распространении дрожжей принимают участие различные насекомые и птицы, а та^кже дождь и ветер. Вопрос о круговороте дрожжей в природе и о роли насекомых в этом круговороте разрабатывался и другими учеными. 59. Плесневый гриб Dematium pullulans сильно распространен в природе, особенно на плодах. Находится на пивоваренных заводах на влажных местах. Гифы этого гриба нередко распадаются на хламидоспоры, более или менее выпуклые вздутия с зернистым содержимым, вокруг которых образуется двойная оболочка. 60. Дрожжи Saccharomyces ellipsoideus Hansen были найдены Гансеном на поверхности зрелых ягод винограда. Клетки эллиптической формы, иногда более удлиненные. Этот вид, принадлежащий к дрожжам нижнего брожения, играет большую роль в виноделии. Близкие к нему формы были выделены различными исследователями на различных винодельческих станциях. Эта форма, была ранее описана Реесом 61. Происхождение дрожжей и положение их в ~с и с- стеме организмов. С тех пор как были открыты дрожжи, делались попытки рассматривать их как стадию развития высшего гриба. Пастер скдонен был усматривать связь между грибом Dematium pullulans и дрожжами. Согласно Брефельду, дрожжи представляют стадию бЪлее сложной формы головневых грибов Ustilafeo. Это основывалось на том, что головневые грибы образуют почкующиеся клетки. Пастер отказался от своего мнения после того, как Шамберлан показал, что дрожжеподобные клетки Dematium не вызывают спиртового брожения. Однако мысль о том, что дрожжи представляют стадию развития другого организма, не была оставлена. Такамине нашел дрожжевые клетки, приготовляя саке при посредстве Aspergillus niger: это привело его и Юлера к установлению связи между грибом и дрожжами. К этому мнению присоединился Ергенсон, который одновременно считает, что винные дрожжи происходят от дрожже- подобных клеток Dematium pullulans. Результаты всех этих исследований оспариваются Сейтором, Гансеном, Клёкером и Шеннингом Они указывают, что названные выше авторы были введены в заблуждение посторонними микроорганизмами, вызывающими брожение саке. Что касается дрожжеподобных клеток Dematium, το они не образуют спор. Виала и Пакоте пришли к выводу, что два гриба Gleosportum ampelophagum и Gleosporium nervisequum способны вызывать спиртовое брожение и образовать эндоспоры, во всех отношениях идентичные со спорами дрожжей. Они считают, что дрожжи происходят от более высоко организованных грибов. Если применяемые в промышленности дрожжи не удается превратить в мицелиальную форму, то это потому, что они в течение долгого периода времени культивировались в особых условиях,. Гильермону не удалось воспроизвести опыты Виала и Пакоте. Он считает, что результаты, полученные этими авторами,
ПРИМЕЧАНИЯ 439 можно объяснить тем, что они работали с загрязненным материалом. Гансен считает, что дрожжи представляют собою самостоятельную группу, принадлежащую к сумчатым грибам—аскомицетам. Это положение нашло свое обоснование в цитологических исследованиях, произведенных Гильермоном. Согласно этому исследователю, сахаромицеты, почкующиеся дрожжи и дробящиеся дрожжи произошли от сумчатого гриба Eremascus fertilis. Из одного общего ствола образуются две ветви: одна ветвь дает некоторые формы Endomy- ces и дробящиеся дрожжи, другая ветвь—другие формы Endomyces, зигосахаро- мицетов и сахаромицетов. Гильермон касается этого вопроса и в недавней работе (1936), на которой мы здесь не можем останавливаться. Что касается классификации дрожжевидных микроорганизмов, то они принадлежат к двум различным группам: сахаромицетам и несахаромицетам. Сахаромицеты представляют собой одноклеточные грибки, размножающиеся почкованием, иногда делением и образованием аскоспор (спор в асках). Несахаромицеты спор не образуют, размножаются почкованием. Следует указать, что из форм дрожжей, образующих споры, удается экспериментальным путем получить «аспорогенные» формы, т. е. формы, лишенные способности образовать эндогенные споры. Из семейства сахаромицетов особое значение имеет род Saccharomyces, к которому принадлежат дрожжи, применяемые в пивоварении, винокурении и хлебопечении. Этот род делится на 6 подгрупп по способности сбраживать различные сахара. 62. Верховые и низовые дрожжи. Согласно Гансену, верховые дрожжи отличаются тем, что при брожении густые массы дрожжей появляются на поверхности жидкости и на стенках сосуда. При брожении, вызываемом низовыми дрожжами, среди пузырьков пены на поверхности жидкости очень мало микроскопически различимых дрожжей. В природе встречаются .как верховые, так и низовые дрожжи. Из признаков, отличающих низовые дрожи от верховых, можно указать да способность низовых дрожжей целиком сбраживать рафинозу, в то время как верховые дрожжи не обладают этой способностью. Но некоторые исследователи лаходят, что этот признак характерен только для форм, которые относятся к Saccharomyces cerevisiae. Этим признаком пользуются для установления присутствия, низовых дрожжей в прессованных. Пастер указывает, что верховые и низовые дрожжи отличаются различной ветвистостью" при почковании. Реес был того мнения, что верховые дрожжи легко превратить в низовые, обратное же превращение труднее. Гансен заметил, что определенные виды лизовых дрожжей после хранения при низкой температуре в течение некоторого времени обнаруживали свойства верховых дрожжей. Им были поставлены обширные опыты с Saccharomyces turbidans. После 3-й 5-месячного хранения была взята проба, состоящая из 150 клеток. Оказалось, что среди них не было ни одной клетки низовых дрожжей. В другой серии опытов было установлено, что в исходном материале из 100 клеток половина имела характер низовых дрожжей, другая—характер верховых дрожжей. В этом случае при хранении в колбочках с тонким слоем сусла низовые дрожжи не размножались, верховые же дрожжи обнаруживали явное размножение. При выращивании в обычных условиях как низовые, так и верховые дрожжи сохранили свой первоначальный характер. Но Saccharomyces turbidans были описаны Гансеном в 1883 г. как низовые дрожжи; следовательно, в какой-то момент, который установить не удалось, произошло превращение. Между прочим, и у других низовых дрожжей нередко 70% клеток имели характер верховых дрожжей. У верховых дрожжей Saccharomyces çalidus Гансен нашел 3% низовых дрожжей. В результате этих опытов Гансен делает заключение, что превращение лизовых дрожжей в верховые и обратно возможно. Можно себе представить, что при этом происходит диссоциация и обе формы живут в течение некоторого времени одна рядом с другой; если же внешние условия (например, низкая тем- лература) способствуют развитию одной формы, то эта последняя в конце концов берет верх. 63. Творожистые дрожжи были получены Пастером из производственных дрожжей после нагревания в течение часа. Эти дрожжи отличаются тем, что представляют собой склеенную массу, которая трудно поддается разведению. Мы вероятно, имеем здесь дело с сильно агглютинирующей расой.
440 ПРИМЕЧАНИЯ 64. То, что Пастер называет аэробными дрожжами, в настоящее время известно под названием образования пленки или кольца. По Гансену, чтобы получить крепкую пленку, необходимо производить засев молодой культурой в благоприятную для роста среду при обильном доступе воздуха; культура должна стоять спокойно. Образование пленки во многих случаях имеет значение для характеристики вида. Пленочные образования некоторых форм дрожжей изучались Гансеном и другими исследователями. При некоторых условиях определенные дрожжи дают пленку в виде мицелия. 65. В настоящее время считается, что микодермы (пленочные дрожжи) являются бесспоровыми микроорганизмами. 66. Об элективных средах и о «естественной чистой культуре». В различных местах «Исследований о пиве» мы находим указания на то, что определенный состав среды может способствовать появлению определенного вида микроорганизмов и что изменение условий культуры может повести к вытеснению одних микроорганизмов другими. В этих указаниях имеются основыьтого, что мы называем методикой элективных или накопительных культур, играющей первостепенную роль как в теоретической, так и в практической микробиологии. На этом же принципе основан метод получения «естественной чистой культуры» (Дельбрюк), являющийся важнейшим приемом технической микробиологии. В целях получения естественных чистых культур, состоящих из одной или смеси близких рас, мы ставим микроорганизмы в такие условия, чтобы нужная нам раса развилась и вытеснила другие. При этом мы руководствуемся, сводной стороны, физиологическими свойствами различных рас, с другой—влиянием на микроорганизмы различных условий культуры. Большую роль в разделении нужных нам микроорганизмов играют элективные среды, на которых развиваются определенные микроорганизмы, вытесняя благодаря условиям, благоприятным для их развития, другие микроорганизмы. В качестве примера устранения вредных микроорганизмов можно, указать использованное Пастером прибавление к питательной среде винной кислоты, спирта или1 карболовой кислоты. Основы учения об элективных и накопительных культурах мы находим в работах СИ. Виноградского и Бейеринка. К вопросу о выработке методов получения естественных чистых культур можно подойти с точки зрения положения кардинальных точек в отношении различных факторов для различных микроорганизмов. 67. Аттенуация—уменьшение удельного веса пива по сравнению с удельным весом исходного сусла. 68. Влияние кислорода на размножен, и е и брожение. Пастер определяет брожение как «жизнь без воздуха». Из этого следует, что дрожжи и плесневые грибы могут черпать энергию для свой жизнедеятельности из процесса расщепления сахара на спирт и углекислоту. Но дрожжи могут развиваться и в присутствии кислорода, и в таком случае они получают энергию при посредстве кислородного дыхания. Среди плесневых грибов ,мы встречаем различное отношение к кислороду. Наиболее сильные бродите ли легко могут обходиться без кислорода. Другие в отсутствие кислорода не развиваются, но, развившись, могут существовать без кислорода за счет брожения. Дрожжи размножаются при доступе воздуха и без доступа последнего. В первом случае размножение идет быстрее. Влияние кислорода на размножение различно для различных дрожжей. Имеются дрожжи, которые лучше размножаются при Смеренной аэрации, чем в токе кислорода: для других, наоборот, более благоприятным оказывается ток кислорода. Виндиш культивировал ряд генераций дрожжей при анаэробных условиях. При этом они почковались и размножались, но способность размножения ослабевала у последующих генераций. Таким образом, способность размножения без действия молекулярного кислорода ограничена. Это соответствует и выводам Пастера, который говорит о благотворном влиянии аэрации на дрожжи, которые развивались в условиях анаэробиоза. Что касается способности расщеплять сахар, то она, если считать на одну дрожжевую клетку, сильнее у дрожжей, которые выращивались при анаэробных условиях. В связи с этим следует указать на работу Гайдука и Гена, которые, выращивая дикие дрожжи Torulautilis в анаэробных условиях, добились значительного увеличения бродильной способности дрожжей (при сравнении равных количеств последних). Виндиш нашел, что в результате развития в анаэробных условиях увеличивается не только бродильная способность, но и дыхательная деятельность дрож-
ПРИМЕЧАНИЯ 441 жей. Если мы берем выращенные в различных условиях дрожжи и испытынаем их в количествах, при которых исключено размножение, то кислород во многих случаях действует стимулирующим образом на бродильную способность дрожжей. Здесь следует указать, что благоприятное влияние временного притока кислорода на течение анаэробных процессов отмечалось и другими исследователями. Так, согласно Бейеринку и ван-Дельдену, проток воды благоприятно действует на мочку льна. В данном случае имеет значение аэрация, но здесь может играть роль и удаление продуктов обмена микроорганизмов. Укажем, что присутствие кислорода необходимо для образования спор у дрожжей. Следует еще упомянуть, что вопрос о влиянии кислорода на ряд процессов синтеза и распада у низших организмов, например, на образование ферментов, до сих пор нельзя считать разрешенным. По вопросу о значении кислорода Пастер в «Товарищеских беседах»* (в лаборатории) выразился следующим образом: «Я не верю в возможность неопределенно долгой жизни без воздуха. Жизнь без воздуха мне кажется подобной партеногенезу. В последнем случае самка, оплодотворенная самцом, производит самок, самопроизвольно зарождающихся без нового оплодотворения, но более или менее быстро. У самок последующих поколений наступает бесплодие, если не возобновляется половое оплодотворение. Также и кислород воздуха, возбудив непосредственно клетки анаэробов, например, дрожжей, делает их способными размножаться без доступа воздуха. Это то, что, собственно говоря, составляет анаэробные свойства. Но эта легкость воспроизведения без воздуха вследствие •возбуждения первых клеток кислородом воздуха, сравниваемого с таковыми при оплодотворении сперматозоидами, угасает после некоторого числа последовательных поколений, и, чтобы оживить способность к воспроизведению ставших бесплодными клеток, нужно новое раздражение кислородом. Тогда может снова начаться жизнь без воздуха и т. д.». 69. В полемике с Шютценберже Пастер оспаривает мнение последнего о необходимости оценки энергии брожения по количеству сахара, разложенного единицей веса дрожжей в единицу времени. На то, что в данном случае Пастер не пошел достаточно далеко в анализе явления, указывает Дюкло в Traité de Microbiologie (т. Ill, стр. 301). Впрочем, Дюкло, в дальнейшем пользуясь уравнением, в которое входит и фактор времени, находил возможным примирить точки зрения Пастера и Шютценберже. Настоящий вопрос еще до сего времени не выяснен. Необходимо отметить, что % Пастер был прав в том отношении, что предлагал отличать бродильную способность от бродильной энергии. 70. Для получения таннина и галловой кислоты могут быть использованы чернильные орешки, представляющие галлы, наросты на листьях молодых ветвей дуба Quercus infectoria вследствие укола насекомыми Cynips gallae tinctorio. Для этого смешанные с водой размолотые орешки подвергаются брожению. При этом, как в настоящее время установлено, галловые кислоты образуются под воздействием фермента. 71. Пастер указывает на возможность получения аммиака при посредстве разрушения органических веществ плесенями. Выше (примечание 21) было указано на роль гнилостных бактерий в образовании аммиака при гниении. До· сих пор этим биологическим способом почти не пользовались для производства аммиака. Смис и Обольд, упоминая о патенте, выданном Эфрону в 1910 г. на «процесс сбраживания органических азотистых веществ» для получения аммиака и летучих жировых кислот, говорят, что «это единственный найденный ими патент на производство аммиака биологическим путем, хотя аммиак является конечным продуктом при разложении всех азотистых органических веществ и аммонификация представляет существенную ступень в круговороте азота в природе». Насколько нам известно, жизнедеятельность аммонификаторов в настоящее время пытаются использовать для более рентабельного употребления органических удобрений. 72. Внутримолекулярное, или анаэробное дыхание. Согласно Пастеру, каждое существо, каждый орган, каждая клетка, способная совершать химическую работу, не прибегая к помощи свободного газообразного кислорода, сейчас же вызывает явления брожения. Это заключение основано на опытах Лешартье и Беллами и на опытах самого Пастера, показавших, что плоды, помещенные в атмосферу углекислоты, разлагая сахар, обра- * Цитируется по ГОену «Проблема брожения».
442 ПРИМЕЧАНИЯ зуют спирт. Это было подтверждено впоследствии опытами многих других исследователей. Мюнтц помещал целые растения в атмосферу азота. Растения были, таким образом, лишены возможности получить энергию за счет окисления свободным кислородом. В одном случае в листьях молодых растений свеклы Мюнтц нашел на 35 г листьев 0,50—0,70 г спирта, в другом на 53 г листьев 0,10—0,15 г спирта; спирт был найден в таких же количествах в растениях кукурузы. Существуют указания о получении небольших количеств спирта в тканях нормально развивающихся растений. Более подробно было исследовано образование спирта прорастающими семенами. Спирт был найден также в органах животных. Бешан нашел спирт в печени барана после смерти, в мозгах быков и баранов еще в теплом состоянии; он связывал наличие спирта со своей теорией микрозим. Следует упомянуть недавно опубликованные исследования Никлу, который также нашел спирт в трупе; вместе с этиловым был найден и бутиловый спирт (приблизительно 0,1 количества этилового спирта). Пфлю- гер, изучавший внутримолекулярное дыхание у животных, высказал предположение, что мы здесь имеем дело не с патологическим явлением, а с определенной стадией нормального» процесса дыхания. Эта точка зрения была принята одно время для растений Пфеффером и Вортманом. В связи с этим возникло предположение о спирте, как промежуточном продукте дыхания. В пользу взгляда на спирт, как на нормальный продукт обмена веществ, высказывается также Дюкло. В настоящее время имеется'много указаний на связь между анаэробным и аэробным дыханием, но мы не можем сказать, какие промежуточные соединения анаэробного разложения углеводов непосредственно окисляются кислородом. По вопросу об анаэробном дыхании опубликованы интересные исследования покойным С. П. Костычевым. Следует указать, что по вопросу об аноксибиозе (жизнь без воздуха) у животных появился ряд работ в течение последнего времени. Отметим, ^гго результаты этих работ приводят к вопросу о том, «не является ли основная форма дыхания аноксибиотических животных и аноксидативная (первая) фаза дыхания оксибиотических животных одним и. тем же в химическом отношении процессом, т. е. протекающим по типу гликолиза. И далее, не в том ли заключается разница дыхания у оксибиотических животных, что у них имеется вторая оксидативная фаза, а стало быть и фаза реституции, в то время как у аноксибиотических животных этот процесс либо отсутствует, либ© выражен крайне слабо. «Другие исследователи (Брандт) думают, что процесс химических превращений у аноксибиотических животных протекает совершенно своеобразно, отлично от превращений в аноксидативную фазу дыхания.тканей высших животных, что и выражается в выделении специфических продуктов брожения. Брандт высказывает предположение, что совершенно так же, как в мире микроорганизмов имеется не один, а много типов брожения, свойственных различным видам микроорганизмов, так и в мире животных возможно существование различных -форм аноксидативного расщепления веществ (брожения у животных). «Таким образом, ставится большая сравнительно-физиологическая проблема о путях развития основных химических превращений, связанных с дыханием животных и растений, и дальнейшие исследования должны внести ясность в этот спорный до настоящего времени вопрос» (Коштоянц). Укажем здесь, что мнения Пастера о значении жизни без воздуха рассеяны в различных местах его, многочисленных работ. Особый интерес представляют в этом отношении некоторые замечания Пастера, сделанные в связи с опубликованием посмертной работы Клод Бернара о роли растворимых ферментов в брожении. Пастер там с настойчивостью указывает на роль кислорода как стимулирующего и омолаживающего фактора. Он считает, что и в животном организме кислород может играть роль не только для сжигания органического вещества, но что он дает клеткам определенную активность. Отсюда они черпают энергию для того, чтобы продолжать свою жизнедеятельность вне влияния сво- -бодного кислорода, наподобие дрожжевых клеток. Кислород, приносимый кровяными шариками, с этой точки зрения служит не для того, чтобы сжигать,· а для того, чтобы вызвать у клетки органов «возбуждение, состояние силы и здоровья». Благодаря этому они функционируют как анаэробные клетки, т. е. ткивут без воздуха и вызывают явления брожения. И в животном организме прямое сжигание имеет сравнительно небольшое значение, за исключением периодов роста, когда имеет место размножение клеток. С этой точки зрения брожение становится явлением общим, свойственным всем живым клеткам. Это явление имеет особый характер у клеток возбудителей •брожений по той причине, что эти клетки дольше клеток других организмов
ПРИМЕЧАНИЯ 443 могут жить без воздуха. Можно предположить, что всем организмам свойственны явления брожения, различной длительности жизни без воздуха, следующей за возбуждением, вызванным кислородом. Мы, таким образом, находим у Пастера основы той теории, которая устанавливает связь между интрамолекулярным или анаэробным дыханием и кислородным дыханием. 73. По результатам современных исследований отношение между углекислотой и спиртом при анаэробном дыхании растений может соответствовать отношению чистого спиртового брожения, но возможны и отклонения. 74. Пастер здесь указывает на важный факт зависимости уравнения брожения от условий, в которых протекает процесс. В настоящее время известно, что изменением реакции среды или введением в среду сульфита натрия можно изменить направление спиртового брожения. На этом основано получение глицерина. Реакция среды влияет также на ход ацетоно-бутилового брожения. 75. Следует указать, что при сбраживании сахара, молочной кислоты и глицерина маслянокислыми бактериями во всех случаях получаются масляная кислота, углекислота и водород, но, в зависимости от условий, их количества варьируют, особенно если маслянокислое брожение сопровождается ацетонобу гиловым. 76. Пастер правильно указывает, что один и тот же продукт может встретиться в различных брожениях, только в одном случае он находится в большем, в другом—в меньшем количестве. Так, спирт встречается при спиртовом брожении и при сбраживании сахара некоторыми бактериями, образующими молочную кислоту. Уксусная кислота образуется при уксуснокислом брожении и, как побочный продукт, при молочнокислом брожении. 77. В настоящее время принимается, что спиртовое брожение может быть вызвано ферментом или комплексом ферментов—зимазой. 78. Как читатель увидит дальше, Брефельд в позднейшей работе признал •правильность взглядов Пастера о возможности жизни без воздуха. 79. О теории Траубе см. ниже, в примечании 89. 80. Метауксусной кислотой называлась пропионовая кислота. 81. О каком микроорганизме в данном случае идет речь—трудно сказать. Нельзя сказать также, каково происхождение сероводорода, которое послужило для образования сернистого железа. Так как в среде не было белков, то сероводород мог образоваться или благодаря разложению мертвых бактериальных тел или же благодаря восстановлению сульфатов. В последнем случае Пастер должен был бы отметить выделение сероводорода. Из анаэробов, разлагающих винную кислоту,4 следует упомянуть Bacterium tartarophorum, вызывающую брожение винной кислоты вина. 82. О маслянокислом брожении молочной кислоты (молочнокислого кальция) см. выше, в примечании 19. 83. Жизнедеятельностью аэробов для осуществления анаэробиоза пользуются и в настоящее время. 84. В настоящее время промышленность пользуется маслянокислым брожением для добывания масляной кислоты. 85. Здесь речь идет о спорах. Споры—круглые или эллипсовидные образования, появляющиеся в известные периоды развития внутри тела многих бактерий и отличающиеся большой устойчивостью к неблагоприятным условиям. О спорах у дрожжей см. примечание 47. Споры у дрожжей наблюдал Шванн (1839). Образование спор описал Сейн (1868). Спорообразование у бактерий было впервые замечено Перти и подробно изучено Коном у сенной палочки, Кохом у сибиреязвенной бациллы и де-Бари у Bacillus megatherium. Пастер указывает здесь на значение процесса спорообразования, как защитительного приспособления. 86. Пастер провел эти опыты над брожением глицерина в июне 1863 г. Он ука- зываег на это в сообщении, представленном Академии 18 января 1864 г. под заглавием: Études sur les vins. Deuxième partie: Des altérations spontanées ou maladies des vins, particulièrement dans le Jura. Эти опыты не были опубликованы. В записях об опытах 1863 г. Пастер поставил несколько вопросительных знаков. Следя за маслянокислым брожением глицерина, Пастер нашел, наряду с образованием характерной летучей органической кислоты, образование бутилового спирта. Это, вероятно, то же самое брожение, которое позднее подробно изучил Fitz (F i t ζ.—BerichtederdeutschenchemischenGesellschaft, 9, p. 1348,10, p. 176, 11, p. 42 и 1890, 13, p. 1309, 15, p._867). Примечание редакции французского издания. 87. При маслянокислом брожении без образования бутилового спирта выделяется водород. При сбраживании глюкозы или молочной кислоты с частич-
444 ПРИМЕЧАНИЯ ным образованием бутилового спирта часть освобождающегося водорода служит для образования спирта. Если глюкоза целиком сбраживается в масляную кислоту, то это сопровождается выделением водорода. При сбраживании целиком в бутиловый спирт водород не выделяется. При сбраживании глицерина с образованием бутилового спирта часть освобождающегося водорода выделяется в виде молекулярного водорода. Следует заметить, что при ацетоно-бутиловом брожении наряду с ацетоном и бутиловым спиртом образуются масляная и уксусная кислоты. 88. Интересно, что в полемике с Робеном Пастер склоняется более к тому, чтобы признать вибрионы маелянокислого брожения (маслянокислые бактерии) животными, а не растениями, хотя в то время существовали уже исследования, говорившие в пользу растительной природы бактерий. 89. О природе ферментов и возбудителей,брож е- н и я. Когда Пастер выступил со своей теорией брожений, уже был известен ряд ферментов, принадлежащих главным образом к группе гидролизующих ферментов (диастаз, эмульсин и т." п.). Проблема брожений в то время ждала еще своего разрешения. Крупнейшие* химики того времени Берцелиус и Либих старались объяснить явления брожения с точки зрения чистой физической химии или чистой химии. Но, с другой стороны, укреплялось мнение, что брожение, как это показал Пастер, связано с жизнью живых клеток. Согласно Дюкло, действие диастаз (французский термин, соответствующий понятию «энзим») и живых клеток характеризуется одним и тем же, именно количественным несоответствием между причиной и следствием. Поэтому понятно, как говорит Дюкло, что, желая подчеркнуть это сходство, называли одним словом и то, что мы в настоящее время понимаем под словом «фермент», или «энзим», и микробные клетки, только в последнем случае говорили об организованном ферменте (ferment figuré, ferment organisé). То же, что мы в настоящее время подразумеваем под словом фермент, называли растворимым ферментом. Механизм действия агентов брожения пытался объяснить еще Сталь, когда то, что понималось под брожением, носило еще крайне неопределенный характер. Согласно Сталю, всякое тело, приведенное в состояние гниения, очень легко передает это состояние телу, не подвергшемуся порче, гниению. Такое тело, находящееся уже в состоянии движения, может с большей легкостью вовлечь в подобное внутреннее движение тело> находящееся еще в покое, но по природе своей склонное к такому движению. Действие фермента заключается только в том, что он сообщает свое движение аналогичным частям способной к брожению жидкости. Известный химик Берцелиус посвящает этому вопросу ряд страниц в своем руководстве по химии. «Если растительные вещества,—говорит · Берцелиус, —подвергнуть действию воздуха, принимая меры предосторожности против того, чтобы онине поте- ряли воду и чтобы они не высохли, то они начинают мало-помалу разлагаться, и это разрушение, которое можно называть самопроизвольным, получило название брожения. В этом разложении можно различить три стадии. Тела, содержащие сахар, дают сначала спирт и углекислоту, и эта стадия брожения получила название винного, спиртового брожения. Затем они становятся кислыми и дают начало уксусной кислоте, а иногда молочной кислоте. Эта стадия называется кислым брожением. Наконец, большая часть растительных веществ медленно превращается в гумус и претерпевает, таким образом, брожение, называемое гнилостным. Только малое число растительных веществ может пройти через все три стадии брожения. Более значительная часть начинает второй стадией, а большая часть, подвергается только третьему роду брожения, т. е. гниению». По мнению Берцелиуса, спиртовому брожению могут подвергаться растительные соки, содержащие сахар, или растительные вещества, в состав которых входит крахмал и в которых образовался сахар под действием клейковины (gluten) за счет крахмала. Для начала процесса требуется присутствие кислорода, но в очень небольших количествах: как только брожение началось, оно продолжается без кислорода. Растворенный в воде чистый сахар не бродит. Для брожения необходимо, чтобы другое вещество действовало на сахар растительного сока. Этим телом является клейковина, но она может быть заменена дрожжами, азотистыми телами животного или растительного происхождения, как мясо, сыр, желатина и др. Но ни одно из этих тел не может вызвать такого полного брожения, как клейковина (глутен). Однако последняя должна для этого претерпеть изменение, и для этого, вероятно, необходимо действие воздуха на растительный сок. Клейковина, будучи в растворенном состоянии, не благоприятствует брожению. Только когда она, благодаря действию воздуха, образует
ПРИМЕЧАНИЯ 445 осадок, тогда начинается ее активная роль в процессе брожения. Когда брожение закончено, в жидкости находят нерастворимый осадок, который обладает свойством вызывать брожение в растворах чистого сахара; потому он получил название фермента. Последний получается благодаря изменениям, претерпеваемым растительной клейковиной или растительным альбумином, хотя Каньяр- де-Латур, наблюдавший образование осадка, называемого дрожжами, под микроскопом, нашел, что осадок состоит из маленьких шариков, которые как бы размножаются, а Шванн «дошел до того», что объявил дрожжи живым растением, «своего рода грибами». Последнее утверждение, по мнению Берцелиуса,— «не что иное, как научно-поэтическая фикция, потому что мы видели, что фермент образуется из веществ, которые раньше находились в растворе, и что он осаждается, следовательно, во время брожения». По воззрениям Берцелиуса, действие дрожжей в процессе превращения сахара в спирт может относиться к тому же роду явлений, как действие платины на перекись водорода. Брожение является результатом действия каталитической силы фермента на сахар. Либих полагал, что все вещества, не способные подвергнуться гниению, способны'к брожению, если они обладают свойством при соприкосновении с гниющими телами претерпевать разложение. Процесс их разложения называется брожением. Гниющее тело, обусловливающее брожение, получает в таком случае название фермента. Исследование растительных соков и животных жидкостей, например, молока и желчи, виноградного сока, мочи и т. п., показывает, что в них находятся двоякого рода вещества различной природы и различного состава. Вещества одного рода могут загнивать, в то время как вещества другого рода не способны к такого рода саморазложению. Если, оставляя в покое эти жидкости, дать им разлагаться, то исчезают одновременно как вещество, подвергающееся гниению, так и не гниющее вещество. Без первого последнее, однако, осталось бы не измененным. Если к фибрину, крови или животной слизи, находящейся в состоянии гниения, прибавить сахарную воду, молочный сахар, мочевину и т. п., то они начинают бродить. «Все вещества, способные загнивать, становятся в состоянии гниения ферментами,—говорил Либих,—т. е. они приобретают в этом состоянии способность перевести в состояние брожения какое-либо тело, поддающееся сбраживанию. Фермент сохраняет эту способность до тех пор, пока процесс гниения не заканчивается» . Гниющие вещества оказывают влияние на сложные органические частицы, которые сами по себе не способны загнивать. Нет сомнения в том, что действие гниющих веществ зависит от определенного состояния, в котором находятся их элементы. Нет также сомнения в том, что это состояние заключается в перемене места или расщеплении элементарных частиц гниющего тела. Соприкосновение этих последних с веществами, способными к брожению, ведет к тому, что и их элементы располагаются по новым направлениям. Таким образом, частицы веществ, способных к брожению, ведут себя так, как будто бы их элементарные части были составными частями гниющих веществ. Изменения, претерпеваемые бродящим веществом, состоят в распаде очень сложной частицы на две (или более) частицы менее сложные: содержащиеся в сахаре 36 простых атомов распадаются на четьгре частицы углекислоты, содержащие 12 простых атомов, и на две частииы спирта, содержащие 24 простых атома. Содержащийся в сладком молоке молочный сахар'превращается при скисании молока в две частицы молочной кислоты, в которых находится то же число элементов, как и в частице молочного сахара*. Процессы брожения отличаются, по Либиху, от обычных чисто химических процессов тем, что они имеют определенную продолжительность. Если мы прибавляем серную кислоту к соли бария, то во всех местах, в которых серная кислота и соль находятся в соприкосновении, сразу наступает разложение: начало в то же время является концом разложения: в сернокислом барии его составные части теряют всякое дальнейшее влияние. Что касается гниющего тела, то оно проходит через ряд изменений; в каждой своей стадии оно проявляет определенное действие. Если в частях сахара виноградного сока произошло перемещение или расщепление элементов, то всякое дальнейшее изменение прекращается, но последнее еще продолжается в составной части, которая содержит серу и азот и которая выделилась в форме дрожжей. Дрожжи сохраняют способность производить специфическое действие до тех пор, пока во всех частицах заканчи- * Элементарный состав различных веществ, которые мы даем по Либиху, не соответствует нашим современным представлениям.
446 ПРИМЕЧАНИЯ вается расщепление и наступает покой. Время действия зависит от количества фермента: применением двойного или тройного количества фермента сокращается время брожения или увеличивается количество сброженного вещества. Интересно, что хотя Либих и являлся сторонником ферментной теории брожения, он все же считал необходимым соприкосновение дрожжей с раствором сахара. Он писал: «Если сосуд с раствором сахара разделить стенкой из фильтровальной бумаги, которая легко проницаема для растворенных частиц сахара, но непроницаема для дрожжей, на две части и в одну часть вводить пивные дрожжи, то брожение происходит только в этой части. Только там, где частицы сахара соприкасаются с частицами дрожжей, происходит расщепление сахара на спирт и углекислоту». По мнению Либиха, при гниении и брожении меняют свое место не группы атомов, а атомы в группах, и как раз внутреннее движение в гниющих телах вызывает перемену мест атомов в способных бродить телах. Для этого сила, которая удерживает вместе элементы этих теп, должна быть меньше того действия, которое стремится их изменить. Сторонником чисто ферментативной теории брожения являлся также Бертло. Он рассматривал брожение как простое явление катализа и, исходя из термохимических оснований, полагал, что для образования составных частей дрожжевой клетки не требуется теплоты, принесенной извне. Между тем", согласно Пастеру, физиологическое значение брожения состоит в том, что оно дает тепло для синтеза. Эти соображения Бертло были изложены в полемике с Пасте- ром по поводу опубликованной Бертло неоконченной посмертной статьи Клод Бернара о брожении. В этой статье, состоящей из отрывочных протоколов опытов, известный французский физиолог выступает сторонником взгляда, согласно которому брожение вызывается растворимым ферментом. Траубе в своей теории ферментативных действий называл диализом химический процесс, при котором небольшое количество тела А разлагает несоответст- венно^болыное количество другоготела Били же является посредником соединения двух других тел, не вступая в реакцию с какой-нибудь составной частью разложенного вещества или соединившихся веществ. Вещества, вызывающие диализ, он называл диалионами, а также диализирующими, или активными телами (Dia- lyonen), а вещества, претерпевающие (подвергающиеся) диализ, диалитами или пассивными телами (Dialyten). Кислородным диализом он называл тот род диализа, при котором тело А переносит кислород на тело В. Брожением он называл тот род диализа, который вызывается белковыми диалионами (ферментами). Траубе излагал свою теорию в ряде положений. Приведем некоторые из них. Перенос кислорода, вызванный ферментом, покоится на следующих друг за другом окислении и раскислении (восстановлении). Ферменты являются химическими соединениями, происходящими от разложения белковых веществ водой. Ферменты обладают способностью отдавать одним телам кислород, отнятый у других. Точно так же, как кислородные диалионы или ферменты переносят свободный кислород на другие тела, и редуцирующие ферменты переносят отнятый при восстановлении кислород на другие тела. Многие, если не все, ферменты, обладают при обыкновенной температуре редуцирующей способностью в большей степени, чем все другие органические соединения. Если доказано, что гниение белковых веществ есть не что иное, как их разложение водой, то отсюда вытекает в высшей степени вероятное следствие, что они и внутри организма обладают способцостью разлагать воду и образовать ферменты, которые,. будучи образованы при особых условиях, должны иметь другие свойства и другой состав, чем обыкновенные гнилостные ферменты. Траубе рассматривает дрожжи, как переход от ферментов, образующихся вне организма, к ферментам, образующимся внутри организма. Дрожжи воспринимают азотистые составные части виноградного сока и превращают их в фермент, который, как содержащийся» в организованном существе, не следует рассматривать как фермент гниения. Со взглядами Траубе о том, что в дрожжевых клетках должно, наряду с другими веществами, находиться тело, которое вызывает брожение, связывал; свое открытие фермента зимазы Э. Бухнер. Этот исследователь растирал дрожжи с кварцевым песком и трепелом, затем подвергал их сильному давлению. Получаемый при этом дрожжевой сок, свободный от клеток, оказывался способным вызывать спиртовое брожение в растворах различных Сахаров. Способность вызывать брожение не уничтожалась при прибавлении некоторых антисептиков и при фильтровании через свечу Беркфельда. По скорости брожения и по общей сбраживающей способности дрожжевой сок значительно слабее эквивалентного количества живых дрожжей.
ПРИМЕЧАНИЯ 447 После открытия Бухнера появились другие способы получения дрожжевого сока (способ Лебедева). Вопросу о действии дрожжевого сока посвящены многочисленные исследования. Прибавим, что Пастер не оспаривал того, что дрожжи и другие организмы могут выделять растворимые вещества, из которых, например, инвертаза вызывает инверсию тростникового сахара (расщепление на глюкозу и фруктозу). Эти вещества, называемые в настоящее время ферментами или энзимами, являются катализаторами, ускорителями реакции, производимыми живыми орга- низмами. В то время как другие исследователи,как Берцелиус, Либих, Бертло и Трау- бе не видели разницы между этими процессами и процессами спиртового и других брожений, Пастер настаивал на разнице, которая существует между указанными веществами, растворимыми ферментами и живыми ферментами, возбудителями брожения. Такого же мнения, как указывает Пастер, придерживался и Дюма. Бухнер, считавший, что его открытие примиряет точку зрения Пастера и его противников, рассматривал зимазу как один фермент. В настоящее времяг зимазу считают совокупностью, комплексом ферментов. В таком случае при сбраживании сахара зимазой действия отдельных составных частей этого комплекса должны правильно следовать одно за другим. По мнению Костычева, который ставил под сомнение наличие внеклеточного брожения в смысле Бухнера, трудно предположить такую координацию в деятельности ферментов после разрушения структуры клеток. 90. Получение белков при посредстве дрожжей. Выше было указано на возможность выращивания дрожжей в минеральной среде. Пастер, установивший этот факт, делает из этого вывод, что процесс образования белковых веществ не находится в зависимости от солнечной энергии. Не останавливаясь здесь на этом вопросе, укажем на возможность использования способности дрожжей образовать белок из минерального азота, как средства получения белков. Химический анализ показывает, что дрожжевая клетка содержит следующие вещества: Данные анализа Негели и Лева Целлюлоза* 37% Различные белковые Жиры 5% Экстрактивные веще- Минеральные вещества . . . · 7% юо% Данные анализа Белогубека Вода Азотистые вещества .... Жиры Крахмалоподобные вещества Древесные органические вещества Минеральные вещества . . . Свежие дрожки 68,02 13,0 0,90 1,75 14,10 0,34 1,77 0,02 Сухие дрожки 40,98 2,80 5,47 44,10> 1,06 5,54 0,05 Данные этих анализов указывают на довольно большое содержание белков у дрожжей. Исходя из этого, Дельбрюк уже в девяностых годах прошлого· столетия начал пропагандировать идею использования пивных дрожжей. В Германии для приготовления кормовых дрожжей употребляется Torula utilis. В последнее время этому вопросу уделяется много внимания и у нас в СССР, в частности в этой обласаи работает Р. В. Гивартовский в Москве. Укажем здесь, что в дрожжах, кроме белков, содержатся углеводы, фосфатиды, стерины и также витамины. * Под целлюлозами Дюкло, у которого заимствованы эти данные, подразумевает гликоген и камеди. Следует указать, что то, что различные авторы описывают в оболочке дрожжей под названием целлюлозы, отличается от целлюлозы высших растений. Оболочка дрожжей, повидимому, состоит из двух или нескольких углеводов.
БИБЛИОГРАФИЯ* СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ ПАСТЕРА 1. 1847. Recherches sur la capacité de saturation de l'acide arsénieux. Étude des , arsénites de potasse, de soude et d'ammoniaque.—Thèses de chimie et de physique, présentées à la Faculté des sciences de Paris, le 26 août 1847. Paris imprimerie de Sachelier, 1847, p. 5—26. , 2.—1. Étude des phénomènes relatifs à la polarisation rotatoire des liquides. 2. Application de la polarisation rotatoire des liquides à la solution de diverses questions de Chimie.—Thèses de chimie et de physique présentées à la Faculté des sciences de Paris, le 26 août 1847. Paris, Imprimerie de Bachelier, 1847, p. 27—40. 3. 1848. Note sur la cristallisation du soufre.—C. R. Ac. Sci., t. 26, p. 48—49. 4.—Recherches sur divers modes de groupement dans le sulfate de potasse (Extrait par l'auteur).—С. R. Ac. Sci., t. 26, p. 26, 304—304. 5.—Recherches sur le dimorphisme (Extrait par l'auteur).—C. R. Ac. Sci., t. 26,· p. 353—355. 6.—Recherches sur le dimorphisme.—Ann. de chim. et de phys., 3-е série, t'. 23, p. 267—294. 7.—Note sur un travail de M. Laurent intitulé: Sur l'isomorphisme et sur les types cristallins—Ann. de chim. et de phys., 3-е série, t. 23, p. 294—295. 8.—Mémoire sur la relation qui peut exister entre la forme cristalline et la composition chimique, et sur la cause de le polarisation rotatoire. (Extrait)—C. R. Ac. Sci., t. 26, p. 535—538. 9.—Recherches sur les relations qui peuvent exister entre la forme cristalline, la composition chimique et le sens de la polarisation rotatoire.—Ann. de chim. et de phys., 3-е série, t. 24, p. 442—459. [В C. R. Ac. Sci., t. 27, p. 367, только упоминается об этой работе: приведено ее название и состав комиссии, назначенной для рассмотрения ее]. 10. 1849. Recherches sur les relations qui peuvent exister entre la forme cristalline, la composition chimique et le sens du pouvoir rotatoire (2-е mémoire)· (Extrait).—С R. Ac. Sci., t. 28, p. 477—478. 11.—Recherches sur les propriétés spécifiques des deux acides qui composent l'acide racémique. (Extrait par l'auteur).—C. R. Ac. Sci., t. 29, p. 297—300. 12. 1850. Recherches sur les propriétés spécifiques des deux acides qui composent l'acide racémique.—Ann. de chim. et de phys., 3-е série, t. 28 p. 56—99. 13 .—Nouvelles recherches sur les relations qui peuvent exister entre la forme cristalline, la composition chimiaue et le phénomène de la polarisation rotatoire. (Extrait par l'auteur).—C. R. Ac. Sci., t. 31, p. 480—483. 14. 1851. Nouvelles recherches sur les relations qui peuvent exister entre la forme cristalline, la composition chimique et le phénomène de la polarisation rotatoire.—Ann. de chim. et de Rhys., 3-е série, t. 31, p.67—102. 15.—Mémoire sur les acides aspartique et malique. (Extrait par l'auteur).— C. R. Ac. Sci.. t. 33, p. 217—221. 16. 1852. Mémoire sur les acides aspartique et malique.—Ann. de chim. et de phys., 3-е série, t. 34, p. 30—64. 17.—В iot et Pasteur. Observations optiques«sur la populine et la salicine artificielles.—С. R. Ac. Sci., t. 34, p. 606—615. * Составила И. С. X ар м ац, библиограф Академии наук.
БИБЛИОГРАФИЯ 449 18. 1852. Nouvelles recherches sur les relations qui peuvent exister entre la forme cristalline, la composition chimique et le phénomène rotatoire moléculaire (Extrait par l'auteur).—С R. Ac. Sci., t. 35, p. 176—183. 19. 1853. Nouvelles recherches sur les relations qui peuvent exister entre la forme cristalline, la composition chimique et le phénomène rotatoire moléculaire.—Ann. de chim. et de phys., 3-е série, t. 38, p. 437—483. 20.—Notice sur l'origine de l'acide racémique—G. R. Ac. Sci., t. 36,p.l9—26. 21.—Note sur la quinidine.—C. R. Ac. Sci., t. 36, p. 26—27. 22.—Transformation de l'acide tartrique en acide racémique. (Extrait d'une lettre à M. Biot).— G. R. Ac. Sci., t. 36, p. 973. 23.—Sur l'identité de l'acide paracitriquede M. Winckler avec l'acide malique (Lettre à M. A. Wurtz).—Journ. de pharm. et de chimie, 3-е série, t. 24, p. 75—76. 24. —Recherches sur les alcaloïdes des quinquinas.—G. R. Ac. Sci., t. 37, p. 110—114. 25.—Transformation des acides tartriques en acide racémique. Découverte de l'acide tartrique inactif. Nouvelle méthode de séparation de l'acide racémique en acides tartriques droit et gauche.—G. R. Ac. Sci., t. 37, p. 162—166. 26. 1854. Sur le dimorphisme dans les substances actives. Tétartoédrie.—Ann. de chim. et de phys., 3-е série, t. 42, p. 418—428. 27.—Sur le dimorphisme dans les substances actives.—C. R. Ac. Sci., t. 39, p. 20—26. [Extrait de l'article, publié dans les Ann. de chim. <et de phys., 3-е série, t. 42, p. 418—428]. 28. 1855. Mémoire sur l'alcool amylique. (Extrait par l'auteur).—C. R. Ac. Sci., t. 41, p. 296—300. 29. 1856. Note sur le sucre de lait. (Lettre à M. Biot).—C. R. Ac. Sci., t. 42 p. 347—351. 30.—Isomorphisme entre les corps isomères, les uns actifs, les autres inactifs sur la lumière polarisée.—G. R. Ac. Sci., t. 42, p. 1259—1264. 31.— Études sur les modes d'accroissement des cristaux et sur les causes des variations de leurs formes secondaires. (Extrait par l'auteur).—C. R. Ac. Sci., t. 43, p. 795—798. 32. 1857. Études sur les modes d'accroissement des cristaux et sur les causes des variations de leurs formes secondaires.—Ann. de chim. et de phys., 3-е série, t. 49, p. 5—31. 33.—Mémoire sur la fermentation appelée lactique. (Extrait par l'auteur).— C. R. Ac. Sci., t. 45, p. 913—916. 34. 1857. Mémoire sur la fermentation alcoolique. (Extrait par l'auteur).—G. R. Ac. Sci., t. 45, p. 1032—1036. 35.—Note sur la tétartoédrie non superposable.—Ann. de chim. et de phys., 3-е série, t. 50, p. 178—179. 36. 1858. Mémoire sur la fermentation appelée lactique.—Mémoires Soc. des sci., de l'agric. et des arts de Lille, 2-е série, t. 5, p. 13—26. То же: Ann. de chim. et de phys., 3-е série, t. 52, p. 404—418. 37.—Sur la fermentation alcoolique. (Lettre à M. Dumas).—C. R. Ac. Sci., t. 46, p. 179—180. 38.—Mémoire sur la fermentation de l'acide tartrique. —C. R. Ac. Sci., t. 46, p. 615—618. 39.—Production constante de glycérine dans la fermentation alcoolique. (Lettre à M. Dumas).—G. R. Ac. Sci., t. 46, p. 857. 40.—Nouvelles recherches sur la fermentation alcoolique.—C. R. Ac. Sci., t. 47, p. 224. 41.—Nouveaux faits concernant l'histoire de la fermentation alcoolique. (Lettre à M. Dumas).—C. R. Ac. Sci., t. 47, p. 1011—1013. 42. 1859. Nouveaux faits pour servir à l'histoire de la levure lactique. (Lettre à M. Dumas).—C. R. Ac. Sci., t. 48, p. 337—338. 43. —Nouveaux faits concernant la fermentation alcoolique (Lettre à M. Dumas), — C. R. Ac. Sci., t. 48, p. 640—642. 44. Nouveaux faits relatifs à la fermentation alcoolique; cellulose et matières grasses de la levure constituées aux dépens du sucre. (Lettre à M. Dumas).—G. R. Ac. Sci., t. 48, p. 735—737. 45.—Note sur les remarques présentées par M. Berthelot dans la dernière séance de l'Académie.—C. R. Ac. Sci., t. 48, p. 737—740. 46.—Mémoire sur la fermentation alcoolique. (Extrait par l'auteur). C. R. Ac. Sci., t., 48, p. 1149—1152. 47. 1860. Mémoire sur la fermentation alcoolique.—Ann. de chim. et phys., 3-е série, t. 58, p. 329—426. Л. Пастер. 29
450 БИБЛИОГРАФИЯ То же: Paris, Imprimerie de Mallet-Bachelier, 1860, 106 pp. 48. 1860. Expériences relatives aux générations dites spontanées.—C. R. Ac. Sri , t. 50, p. 303—307. 49.—De l'origine des ferments. Nouvelles expériences relatives aux générations dites spontanées.—G. R. Ac. Sci., t. 50, p. 849—854. 50.—Note sur la fermentation alcoolique.—G. R. Ac. Sci., t. 50, p. 1083—1084. 51.—Note relative au Pénicillium glaucum et à la dissymétrie moléculaire des produits organiques naturels.—C. R. Ac. Sci., t. 51, p. 298—299. 52.—Nouvelles expériences relatives aux générations dites spontanées. Τ R. Ac. Sci., t. 51, p. 348—352. 53.—Suite à une précédente communication relative aux générations dites spontanées.—G. R. Ac. Sci., t. 51, p. 675—678. 54.—Recherches sur le mode de nutrition des Mucédinées.—C. R. Ac. Sci., t. 51, p. 709—711. 55.—Recherches sur la dissymétrie moléculaire des produits organiques naturels. Leçons professées à la société chimique de Paris le 20 janvier et le 3 février 1860.—Leçons de chimie professées en 1860 par MM. Pasteur, Cahours, Wurtz, Berthelot, Sainte-Claire Deville, Barrai et Dumas. Paris, Hachette et C-ie, 1861, p. 1—48. . Также: [В виде отдельной брошюры, с тем же заглавием, в том же издательстве, 48 стр.]. 56. 1861. De l'influence de la température sur la fécondité des spores des Mucédinées.—G. R. Ac. Sci., t. 52, p. 16—19. 57.—Animalcules infusoires vivant sans gaz oxygène libre et déterminant des fermentations.—G. R. Ac. Sci., t. 52, p. 344—347. 58.—Sur les prétendus changements de forme et de végétation des cellules de levure de bière suivant les conditions extérieures de leur développement.— Soc. philomathique de Paris, séance du 30/111 1861, p. 47—48. 59.—Lettre aux rédacteurs des «Annales de chimie et de physique» [au sujet d'une note de MM. Perkin et Duppa: «Sur la transformation de l'acide suc- cinique en acide tartrique»].—Ann. de chim. et de phys., 3-е série, t. 61, p. 484—488. 60. —[Remarque sur la constitution moléculaire de l'acide paratartrique].— Bull. Soc. chim. Paris., t. 2, p. 103—104. 61. —Observations [au sujet d'une note de M. Loir sur les dérivés de la marmite et de la dulcine].—Bull. Soc. chim. Paris, t. 2, p. 115—116. 62. —Mémoire sur les corpuscules organisés qui existent en suspension dans l'atmosphère.—Examen de la doctrine des générations spontanées. (Extrait par l'auteur).—C. R. Ac. Sci., t. 52, p. 1142—1143. [Только оглавление: перечисление названий глав]. 63. —Mémoire sur les corpuscules organisés qui existent dans l'atmosphère, examen delà doctrine des générations spontanées.—Ann. des sciences naturelles, partie zool., 4-e série, t. 16, p. 5—98. То же: Ann. de chim. et de phys., 1862, 3-е série, t. 64, p. 5—110. То же: Paris, Imprimerie de Mallet-Bachelier, 1862, 110 pp. 64. —Expériences et vues nouvelles sur la nature des fermentations.—G. R. Ac. Sci., t. 52, p. 1260—1264. 65.—Rectification d'un passage d'une note présentée à l'Académie par MM. Joly et Musset.—C. R. Ac. Sci., t. 53, p. 403—404. 66.-—Sur les corpuscules organisés qui existent dans l'atmosphère. Examen de la doctrine des générations spontanées. (Leçon professée à la Société chimique de Paris, le 19 mai 1861).—Leçons de chimie et de physique professées en 1861 (à la Société chimique de Paris). Paris, L. Hachette et C-ie, 1862, p. 219—254. [Представляет собой резюме мемуара на ту же тему: прочтено несколькими месяцами ранее, чем этот мемуар]. 67. 1862. Études sur les Mycodermes. Rôle de ces plantes dans la fermentation acétique.—C. R. Ac. Sci., t. 54, p. 265—270. 68.—Quelques faits nouveaux au sujet des levures alcooliques.—Bull. Soc. chim. Paris, séance du 13/VI 1862, p. 66—74. 69.—Remarques [au sujet d'une note de M. Dessaignes: «Sur deux acides nouveaux dérivés de la sorbine»].^Bull. Soc. chim. Paris, t. 3, p. 107—108. 70.—Suite à une précédente communication sur les Mycodermes. Nouveau procédé industriel de fabrication du vinaigre.—G. R. Ac. Sci., t. 55, p. 2Я—32. То же, отдельной брошюрой: Nouveau procédé industriel de fabrica-
БИБЛИОГРАФИЯ 451 tion du vinaigre. Paris, Mallet-Bachelier, 1862, 7 p. [с небольшими изменениями]. 7i. 1863. Nouvel exemple de fermentation déterminée par les animalcules infu- soires pouvant vivre sans gaz oxygène libre, et en dehors de tout contact avec l'air de l'atmosphère.—С. R. Ac. Sci., t. 56, p. 416—421. 72.—Examen du rôle attribué au gaz oxygène atmosphérique dans la destruction· des matières animales et végétales après la mort.—C. R. Ac. Sci., t. 56 p. 734—740. 73.—Note sur la présence de l'acide acétique parmi les produits de la fermentation alcoolique.—G. R. Ac. Sci., t. 56, p. 989—990. 74.—Note relative à une communication de M. Béchamp [Sur l'acide acétique de la fermentation alcoolique].—G. R. Ac. Sci., t. 56, p. 1109—1110.. 75.—Recherches sur la putréfaction,—С. R. Ac. Sci., t. 56, p. 1189 —1194. 76.—Note en réponse à des observations critiques présentées à l'Académie par MM. Pouchet, Joly et Musset, dans la séance du 21 septembre dernier.— G. R. Ac. Sci., t. 57, p. 724—726. 77.—Remarques [à l'occasion d'une réponse de MM. Joly et Musset à la note précédente].—G. R. Ac. Sci., t. 57, p. 846. 78. 1863. Études sur les vins. Première partie; de l'influence de l'oxygène de l'air dans la vinification.—G. R. Ac. Sci., t. 57, p. 936—942. 79.—Note relative à des réclamations de priorité soulevées par M. Béchamp, au sujet de mes travaux sur les fermentations et les générations dites spontanées.—G. R. Ac. Sci., t. 57, p. 967—969. 80.—Note sure les générations spontanées.—G. R. Ac. Sci., t. 58, p. 21—22. 81.—Note sur une fausse allégation d'un ouvrage récent de M. Pouchet.—C. R. Ac. Sci., t. 58, p. 22. 82.—Études sur les vins. Deuxième partie; des altérations spontanées ou maladies des vins, particulièrement dans le Jura.—C. R. Ac. Sci., t. 58, p. 142—150. 83. 1864. Mémoire sur la fermentation acétique.—Ann. scient, de l'École Normale super., t. 1, p. 113—158. То же, отдельной брошюрой: Paris, Gauthier-Villars, 1864, 46 pp. [Включено в книгу: Études sur le vinaigre, sa fabrication, ses maladies, moyen de les prévenir; nouvelles observations sur la conservation des vins par la chaleur.—Paris, Gauthier-Villars et Victor Masson et fils, 1868, VIII + 119 pp.]. 84.—Note [déposée en réponse à une lettre de M. Pouchet, en date du 17 janvier 1864].—C. R. Ac. Sci., t. 58 p. 192. 85.—Remarques [à l'occasion d'une lettre de MM. Pouchet, Joly et Musset, priant d'attendre le retour de la saison chaude avant de répéter leurs expériences sur l'hétérogénie].—G. R. Ac. Sci., t. 58, p. 471. 86.—Sur la lumière phosphorescente des Cucuyos.—C. R. Ac. Sci., t. 59, p. 509—510. 87.—Des générations spontanées. (Conférence faite aux «Soirées scientifiques de la Sorbonne» le 7 avril 1864).—Revue des cours scientifiques, 23/V 1864, t. I, p. 257—265: 88.—Sur le dosage de l'acide tartrique dans les vins.—Bull. soc. chim. Paris, nouv. série, t. 1, p. 449. 89.—Note sur les observations publiées par M. Berthelot.—Bull. soc. chim. Paris, nouv. série, t. 2, p. 3. 90.—Procédé pratique de conservation et l'amélioration des vins.—C. R. Ac. Sci., t. 60, p. 899—901. 91. 1865. Note sur les dépôts qui se forment dans les vins.—G. R. Ac. Sci.y t. 60, p. 1109—1113. 92.—Le chauffage des vins. (Lettre à M. le rédacteur en chef du Moniteur vini- cole).—Moniteur vinicole, 10-e année, p. 333—334, 341—342, 345—346. * То же отдельной брошюрой: Sur la conservation des vins- Lettre adressée à M. le- rédacteur en chef du Moniteur vinicole. Paris, H. Pion, 1865, 16 pp. [Вошло затем в Études sur le vin]. 93.— Nouvelles observations au sujet de la conservation des vins — C. R. Ac. Sci., t. 61, p. 274—278. 94.—Note sur la communication [de MM. Leplat et Jaillard au sujet de leurs expériences prouvant que le charbon de la vache, inoculé aux lapins, les tue avec tous les phénomènes du sang de rate, sans que leur sang contienne aucune trace de bactéridies].—C. R. Ac. Sci., t. 61, p. 301—302. 95.—Observations sur la maladie des vers à soie.—C. R. Ac. Sci., t. 61, p. 506— 512. 29*
452 БИБЛИОГРАФИЯ .96. 1865. Note sur l'emploi de la chaleur comme moyen de conservation du vin — G. R. Ac. Sci., t. 61, p. 979. 97.—Observations verbales relatives à des notes communiquées à l'Académie par M. Victor Meunier dans les séances des 28 août, 11 septembre et 11 décembre 1865. [Sur les générations dites spontanées].—G. R. Ac. Sci., t. 61, p. 1091—1093. 98. 1866. Études sur le vin, ses maladies, causes qui les provoquent, procèdes nouveaux pour le conserver et pour le vieillir. Paris, Imprime ie impérial, Victor Masson et fils, 1866, VIII+264 pp. —2-е éd.: Paris, avy, 1873, IV+344 pp. 99.—Note historique sur les recherches de MM. Gernez et Viollette relatives à la cristallisation des dissolutions sursaturées.—Ann. scientif. de l'École Normale supérieure, t. 3, p. 163—165. 100.—Nouvelles études sur la maladie des vers à soie.—G. R. Ac. Sci., t. 63, p. 126—142. 101.—Observations verbales présentées après la lecture de la note de M. Donné [sur les générations dites spontanées].—G. R. Ac. Sci., t. 63, p. 305—308, 1073—1075. 102.—Observations au sujet d'une note de M. Béchamp relative à la nature de la maladie actuelle des vers à soie.—G. R. Ac. Sci., t. 63, p. 317—319. 103.—[Sur la note de M. Béchamp].—C. R. Ac. Sci., t. 63, p. 427—428. 104.—Observations au sujet d'une note"de M. Balbiani relative à la maladie des vers à soie.—C. R. Ac. Sci., t. 63, p. 441—444. 105.—Nouvelles études expérimentales sur la maladie des vers à soie.—G. R. Ac. Sci., t. 63, p. 897—903. 106.—Observations [au sujet de la note de M. Pouchet: Sur la résistance vitale].—G. R. Ac. Sci., t. 63, p. 1139. 107.—Lettre à M. Quesnevalle, directeur du Moniteur scientifique [sur le chauffage des vins].—Moniteur scientif., t. 8, I/IX 1866, p. 753—757. 108.—Lettre à M. Quesneville, directeur du Moniteur scientifique.—Moniteur scientifique, t. 8, 15/IX 1866, p. 803. 109.—Lettre au Moniteur scientifique.—Moniteur scientif., t. 8, 15/IX 1866, p. 804—805. 110.—Claude Bernard. Idée de l'importance de ses travaux, de son enseignement et de sa méthode.—Moniteur universel, 7 novembre 1866, p. 1284— 1285. 111. 1867. Sur la nature des corpuscules des vers à soie. (Lettre à M. Dumas).— G. R. Ac. Sci., t. 64, p. 835. 112.—Sur la maladie des vers à soie (2 lettres à M. Dumas).—G. R. Ac. Sci., t. .64, p. 1109—1113 et 1113—1120. 113. 1868. Remarques [à propos de la note de M. Chauveau sur la nature de virus vaccin].—G. R. Ac. Sci., t. 66, p. 321. 114.—Éducations précoces de graines des races indigènes provenant de phamb- rées choisies. (2 lettres adressées à M. Dumas).—G. R. Ac. Sci., t. 66, p. 689— 695 et 721—729. 115.—Note sur la maladie des vers à soie désignés vulgairement sous le nom de morts—blancs ou morts—flats.—G. R. Ac. Sci., t. 66, p. 1289—1292. .116.—Leçon sur le vinaigre de vin professée à Orléans le 11 novembre 1867.— [Вместе с «Mémoire sur la fermentation acétique» (№ 83) составили книгу «Études sur le vinaigre...» (см. № 117)]. 117.—Études sur le vinaigre, sa fabrication, ses maladies, moyens de les prévenir; nouvelles observations sur la conservation des vins par la chaleur. Paris, Gauthier-Viilars et Victor Masson et fils, 1868. VIII + 119 pp. 118.—Rapport au ministère d'agriculture et du commerce sur la mission confiée à M. Pasteur en 1868 relativement à la maladie des vers à soie.—Paris, Imprimerie impériale, 1868, 72 pp. 119. 1869. Sur les bons effets de la sélection cellulaire dans la préparation de la graine de vers à soie. (Lettre adressée au maréchal Vaillant).—G. R. Ac. Sci., t. 68, p. 79—82. 120.—Lettre adressée à M. Dumas à propos d'une lettre de M. Cornalia, sur la méthode proposée pour régénérer les races de vers à soie.—C. R. Ac. Sci., t. 68, p. 628—629. 121.—Résultats des observations faites sur la maladie des morts—flats, soit héréditaire, soit accidentelle. (Lettre à M. Dumas).—C. R. Ac. Sci., t. 68, p. 1229—1234.
БИБЛИОГРАФИЯ 453 122. 1869. Observations relatives à une communication précédente de M. Ray- baud-Lange. (Lettre à M maréchal Vaillant).—C. R. Ac. Sci., t. 68, p. 1433—1434. 123.—Note sur la sélection des cocons faite par le microscope pour la régénération des races indigènes de vers à soie.—C. R. Ac. Sci., t. 69, p. 158—160. 124.—De la pratique du chauffage, pour la conservation et l'amélioration des vins.— C. R. Ac. Sci., t. 69, p. 577—581. 125.—Note au sujet d'une réclamation de M. Paul Thenard relativement au chauffage des vins.—C. R. Ac. Sci., t. 69, p. 645. 126.—Note sur la confection de la graine de vers à soie et sur le grainage indigène à l'occasion d'un Rapport de la Commission des soies de Lyon.—C. R. Ac. Sci., t. 69, p. 744—748. 127.—Note relative aux communications de M. de Vergnette-Lamotte et de M. P. Thenard adressées à l'Académie dans les séances des 20 septembre et 4 octobre.—G. R. Ac. Sci., t. 69, p. 905—911. 128.—Réponse à la dernière note de M. P. Thenard sur le chauffage des vins.— C. R. Ac. Sci., t. 69, p. 973—974. 129.—Lettre à M. le rédacteur en chef du Journal d'agriculture pratique.—Journ. agric. prat., t. 2, p. 671. 130. 1870. Sur les résultats obtenus dans l'éducation des races françaises de vers à soie à Villa—Vicentina. (Extrait d'une lettre à M. le maréchal Vaillant).— C. R. Ac. Sci., t. 70, p. 1319—1320. 131.—Rapport adressé à l'Académie sur les résultats des éducations pratiques de vers à soie, effectuées au moyen de graines préparées par les procédés de sélection.—C. R. Ac. Sci., t. 71, p. 182—185. 132.—Études sur la maladie des vers à-soie. Moyen pratique assuré de la combattre et d'en prévenir le retour. 2 vol. Paris, Gauthier-Villars, 1870. T. 1. La pébrine et la flacherie. T. 2. Notes et documents [сюда вошло все до сих пор напечатанное о болезнях шелковичного червя]. 133. 1871. Note sur un mémoire de M. Liebig, relatif aux fermentations.—C. R. Ac. Sci., t. 73, p. 1419—1424. То же: Ann. de chim. et de phys, 1872, 4-e série, t. 25, p. 145—151. 134. 1871—1873. Brevets d'invention pour un procédé de fabrication et de conservation de la bière.—Oeuvres de Pasteur, t. 5, 1928, p. 346—357. [Собрание всех патентов Пастера с 1871 по 1873 год]. 135. 1871. [Réponse à M. Fremy].—G. R. Ac. Sci,, t. 73, p. 1427—1428. 136.—Observations [à propos d'une note de M. Trécul sur l'origine des levures lactique et alcoolique].—C. R. Ac. Sci., t. 73, p. 1461. 137. 1872. Note [à propos de la même note de M. Trécul].—G. R. Ac. Sci., t. 74, p. 23. . 138.—Sur la nature et l'origine des ferments. Réponse à la note de M. Fremy insérée au dernier compte rendu.—G. R. Ac. Sci., t. 74, p. 209—212. 139.—Réponse à M. Fremy.—C. R. Ac. Sci., t. 74, p. 403—409. 140.—Nouvelles observations au sujet des communications de M. Fremy.—C. R. Ac. Sci., t. 74, p. 505—508. 141.—Observations au sujet de la lecture de M. de Vergnette.—C. R. Ac. Sci., t. 74, p. 791—793. 142.—Réponse à une communication de M. de Vergnette-Lamotte.—C. R. Ac. Sci., t. 74, p. 845—848. 143.—De l'amélioration des vins par le chauffage.—C. R. Ac. Sci., t. 75, p. 303— 308. 144.—Lettre à M. le directeur du Journal d'agriculture pratique [sur le chauffage des vins].—Journ. agric. prat., t. 1, p. 896. 145.—Lettre à M. le directeur du Journal d'agriculture pratique.—Journ. agric. prat, t. 2, p. 31. 146.—Lettre à M. le directeur du Journal d'agriculture pratique.—Journ. agric. prat., t. 2, p. 91—93. 147.—Réponse à M. de Vergnette-Lamotte.—Journ. agric. prat., t. 2, p. 163—164. 148.—Nouvelles exp riences pour démontrer que le germe de la levure qui fait le vin provient de l'extérieur des grains de raisin.—C. R. Ac. Sci., t. 75, p. 781—782. 149.—Pourquoi le goût de la vendange diffère de celui du raisin.—G. R. du Congrès viticult. et séricult. de Lyon, 9—14 septembre 1872, p. 45—49. 150.—Réponse à. M. Fremy.-G. R. Ac. Sci., t. 75, p. 784.
£54 БИБЛИОГРАФИЯ 15J. 1872. Faits nouveaux pour servir à la connaissance de la théorie des fermentations proprement dites. (Communication à la séance du 12/IX de la 1-re session de l'Association française pour l'avancement des sciences, à Bordeaux).—C. R. Ac. Sci., t. 75, p. 784—790. То же: С. R. de l'Association franc, pour l'avancem. des sciences, 1873, p. 450—456. [В Академии текст доклада был немного изменен]. 152.—Réponse à M. Fremy,— G. R. Ac. Sci., t. 75, p. 791. 153.—Observations au sujet de deux notes que M.Fremy a publiées dans les Comptes rendus de la séance du 7 octobre.—C. R. Ac. Sci., t. 75, p. 900—901. 154.—Observations verbales au sujet de la lecture de M. Fremy.—C. R. Ac. Sci., . t. 75, p. 981—984. 155.—Réponse à M. Trécul.—G. R. Ac. Sci., t. 75, p. 990. 156.—Note sur la production de l'alcool par les fruits.—C. R. Ac. Sci., t. 75, p. 1054—1056. 157.—Note au sujet d'une assertion de M. Fremy publiée dans le dernier compte- rendu.—C. R. Ac. Sci., t.· 75, p. 1056—1058. 158.—Réponse à M. Fremy—G. R. Ac. Sci., t. 75, p. 1062—1063 et 1066. 159.—Réponse à M. Trécul.—G. R. Ac. Sci., t. 75, p. 1167—1168. 160.—Note au sujet de la communication de M. Fremy insérée au dernier compte- rendu.—G. R. Ac. Sci., t. 75, p. 1170. 161.—Observation sur la rédaction du dernier compte-rendu.—G. R. Ac. Sci., t. 75, p. 1217. 162.—Réponse à une note de M. Trécul.—C. R. Ac. Sci., t. 75, p. 1396— 1399. 163.—Observations [au sujet de trois notes de MM. Béchamp et Estor].—C. R. Ac. Sci., t. 75, p. 1573—1574. 164. 1873. Étude% sur la bière; nouveau procédé de fabrication pour la rendre inaltérable.—G. R. Ac. Sci., t. 77, p. 1140—1148. 165.—Observations [au sujet d'une note de M. Vignon: «Sur le pouvoir rotatoire de la mannite»].—G. R. Ac. Sci., t. 79, p. 1192—1193. 166.—Réponse à la noteilue par M. Trécul dans la séance du 8 novembre.—C. R. Ac. Sci., t. 77, т. 1396—1399. 167.—Observations au sujet du procès—verbal de la dernière séance.—C. R. Ac. Sci., t. 77, p. 1441—1442. 168 —Réponse à M. Trécul.—G. R. Ac. Sci., t. 77, p. 1444—1445 et 1519—1520. 169.—Lettre à M. le Directeur de la «Revue Scientifique» [au sujet de la préparation de l'acide tartrique par synthèse totale].—Revue scientif., 2-е série, t. 4, p. 739—740. 170. 1874. Sur la conservation des vins de grands crus de la Bourgogne.—Bull. Soc. centr. d'agric. de France, 3-е série, t. 9, p. 198—202. 171.—Production de la levure dans un milieu minéral sucré.—C. R. Ac. Sci., t. 78, p. 213—217. То же, под названием: Sur la production de la levure de bière dans un milieu mièral sucré—Bull. Soc. centrale d'agric. de France, 3-е série, t. 9, p. 217—225. 172.—Sur les vins faits avec des cépages américains.—Bull. Soc. centr. agric. de « France, 3-е série, t. 9, p. 618—621. 173.—Observations verbales au sujet de la communication de M. Alph. Guérin, sur le rôle pathogénique des ferments dans les maladies chirurgicales.—G. R. Ac. Sci., t. 78, p. 867—868. 174.—[Observations sur les forces dissymétriques naturelles]—G. Ç,. Ac. Sci., t. 78, p. 1515—1518. 1.75.—Sur l'expérience de Gay-Lussac relative au départ de la fermentation du moût de raisin par l'action de l'oxygène de 1 air.—Bull. soc. centr. d'agric. de France, 3-е série, t. 9, p. 1047—1049. 176. 1875. Observations verbales à l'occasion du Rapport de M. Gosselin.—G. R. Ac. Sci., t. 80, p. :87—95. 177.—Nouvelles observations sur la nature de la fermentation alcoolique [réponse à MM. Brefeld et Traube].—G. R. Ac. Sci., t. 80, p. 452—457. 178.—Sur une distinction entre les produits organiques naturels et les produits organiques artificiels.—C. R. Ac. Sci., t. 81, p. 128—130. 179.—Sur la fermentation du moût de raisin.—Bull. Soc. centr. d'agric. de France, t. 35, p. 157—158. 180.—Sur la putréfaction des oeufs [à propos d'un mémoire de M. Gayon].— Bull. Soc. centr. d'agric. de France, t. 35, p. 212—215.
БИБЛИОГРАФИЯ 455 181. 1876. Observations verbales à propos de la communication [de M. Boussin- gault sur la végétation du maïs commencée dans une atmosphère exempte d'acide carbonique.]—G. R. Ac. Sci., t. 82, p. 792—793. 182.—Observations verbales (à propos de la communication de M. Boussingault sur la végétation des plantes dépourvues de chlorophylle).—G. R. Ac. Sci., t. 82, p. 942—943. 183.—Note sur le grainage cellulaire, pour la préparation de la graine de vers à soie.—G. R. Ac. Sci., t. 82, p. 955—956. 184.—Note sur la fermentation. À propos des critiques soulevées par les D-rs Brefeld et Traube.—G. R. Ac. Sci., t. 82, p. 1078—1079. 185.—De l'origine des ferments organisés.—G. R. Ac. Sci., t. 82, p. 1285—1288. [Примечание Пастера: «Cette note est extraite d'un ouvrage qui paraîtra à la librairie. Gauthier-Villars le 17 du mois courant, ayant pour titre; Étude sur la bière, ses maladies, causes qui le provoquent. Procédé pour la rendre inalterable. Avec une théorie nouvelle de la fermentation»]. 186.—Études sur la bière, ses maladies, causes qui les provoquent, procédé pour la rendre inaltérable, avec une théorie nouvelle de la fermentation. Paris, Gauthier-Villars, 1876, VIII+387 pp. 187.—[en collaboration avec Joubert]. Sur la fermentation de l'urine.—C. R. Ac. Sci., t. 83, p. 5—8. 188.—Réponse à M. Berthelot—C. R. Ac. Sci., t. 83, p. 10. 189.—Note au sujet d'une communication de M. Sacc, intitulée: «De la panification aux Etats-Unis et des propriétés du houblon comme ferment».— C. R. Ac. Sci., t. 83, p. 107—109. 190. Note sur la fermentation des fruits et sur la diffusion des germes des levures alcooliques.—G. R. Ac. Sci., t. 83, p. 173—176. 191.—Note au sujet de la communication faite par M. Durin [sur la fermentation cellulosique du sucre de canne].—G. R. Ac. Sci., t. 83, p. 176.. 192.—Note sur l'altération de l'urine, à propos d'une communication du D-r Bastian, de Londres.—G. R. Ac. Sci., t. 83, p. 176—180. 193. Réponse à M. Fremy [sur la génération intracellulaire du ferment alcoolique].—C. R. Ac. Sci., t. 83, p. 182. 194.—Sur l'altération de l'urine. Réponse à M. le D-r Bastian.—C. R. Ac. Sci., t. 83, p. 377—378. 195.—Sur la fermentation [À M.Dumas, secrétaire perpétuel de l'Académie des sciences |.—G. R. de l'Assoc. franc, pour l'avancem. des sciences, 4-e session, à Nantes. Paris, p. 472—474. 196.—Lettre à Туndall..—Nature, t. 13, p. 305—306. 197. 1877. [en collaboration avec Joubert]. Note sur l'altération de l'urine, à propos des communications récentes du D-r Bastian.—G. R. Ac. Sci., t. 84, p. 64—66. 198.—[Observations verbales à propos de la communication de M. Bouillaud sur la fièvre typhoïde]—G. R. Ac. Sci., t. 84, p. 106—107. 199. Réponse à M. le D-r Bastian.—G. R. Ac. Sci., t. 84, p. 206. 200.—[en collaboration avec Joubert]. Sur les germes des bactéries en suspension dans l'atmosphère et dans les eaux.—C. R. Ac. Sci., t. 84, p. 206—209. 201.—[Observations verbales sur les conserves alimentaires].—G. R. Ac. Sci., t. 84, p. 293—294. 202.—[Réponse à M. Bastian au sujet de la fermentation de l'urine].—G. R. Ac. Sci., t. 84, p. 307. 203.—Note au sujet d'une communication récente de M. Weddell concernant l'avantage qu'il y aurait à remplacer la quinine par la cinchonidine.—C. R. Ac. Sci., t. 84, p. 577—578. 204.—[en collaboration avec Joubert]. Étude sur la maladie charbonneuse.— G. R. Ac. Sci., t. 84, p. 900—906. 205.—[Remarque sur une note de M. Raynaud].—С. R. Ac. Sci., t. 84, p. 1520. [Пастер доводит до сведения Академии, что он занимается изучением вирусов и вакцин]. 206.—Note sur le charbon et la septicémie.—G. R. Ac. Sci., t. 85, p. 61. 207.—[en collaboration avec Joubert]. Charbon et septicémie.—C. R. Ac. Sci., t. 85, p. 101—115. То же: Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 6, p. 781—798. 208.—Étiologie des maladies charbonneuses. (Lettre à M. le président de l'Académie de Médecine).—Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 6, p. 922—926.
456 БИБЛИОГРАФИЯ 209. 1877, Note au sujet de l'expérience du D-г Bastian, relative à l'urine neutralisée par la potasse.—G. R. Ac. Sci., t. 85, p. 178—180. 210. 1878. Réponse verbale à M. Trécul [à propos de l'origine des levures alcooliques.].—C. R. Ac. Sci., t. 86, p. 56. 211.—Note à l'occasion du procès-verbal de la dernière séance.—C. R. Ac. Sci., t. 86, p. 90—92. 212.—[Sur le rôle des germes en chirurgie et médecine].—Bull. Ac. Méd.,· 2-е série, t. 7, p. 166—167. •213.—[Sur la communication de M. Colin, intitulée; «Sur le développement successif de foyers virulents pendant la période d'incubation des maladies charbonneuses»].—Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 7, p. 207—210. 214.—Charbon et virulence. [Discussion avec M. Colin sur la maladie charbonneuse].—Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 7, p. 222—235 et 253—262. 215.—[en collaboration avec Joubert et Chamberland]. La théorie des germes et ses applications à la médecine et la chirurgie.—C. R. Ac. Sci., t. 86, p. 1037— 1043. То же; Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 7, p. 432—453. 216.—[Discussion avec M. Colin sur l'étiologie du charbon].—Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 7, p. 791—792. 217.—[Remarques à l'occasion de la communication de M. Gunning sur l'anaé- robiose].—C. R. Ac. Sci., t. 87, p. 33—34. 218.—[en collaboration avec Joubert et Chamberland]. Sur le charbon des poules.—C. R. Ac. Sci., t. 87, p. 47—48. 219.—Sur la théorie de la fermentation.—С. R. Ac. Sci., t. 87, p. 125—128. 220.—Nouvelle communication au sujet des notes sur la fermentation alcoolique, trouvées dans les papiers de Claude Bernard.—C. R. Ac. Sci., t. 87, prl85—188. 221.—Examen critique d'un écrit posthume de Claude Bernard sur la fermentation alcoolique.—C. R. Ac. Sci.," t. 87, p. 813—819. То же: Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 7, p. 1182—1192 [текст немного различается—в мелочах]. 222.—Réponse à M. Berthelot.—С. R. Sci., t. 87, p. 1053—1058. 223.—[À propos d'une communication de M. Colin: «Sur les causes de la mort dans les affections charbonneuses et septicémiques].—Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 7, p. 1270—1278. 224. 1878—1879. [Discussion avec M. Trécul sur les aérobies et les anaérobies].— C. R. Ac. Sci., t. 87, p. 1059; t. 88, p. 58, 106—107, 107—108 et 254—255. 225. 1879. [Septicémie puerpérale].—Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 8, p. 256—260. 226. —[À propos des pamphlets de M. de Masquard, concernant les études de Pasteur sur la maladie des vers à soie].—Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 8, p. 332— 333 227.—Deuxième réponse à M. Berthelot.—C. R. Ac. Sci., t. 88, p. 58—61. 228.—Troisième réponse à M. Berthelot.—C. R. Ac. Sci., t. 88, p. 133—137. 229.—Quatrième réponse à M. Berthelot.—C. R. Ac. Sci., t. 88, p. 255—261. 230.—Septicémie puerpérale.—Bull. Ac. .Méd., 2-е série, t. 8, p. 505—508. 231.—Examen critique d'un écrit posthume de Claude Bernard sur la fermentation. Paris, Gauthier-Villars, 1879, XXIV-f 156 pp. 232.—[Observations à propos d'une communication de M. Feltz sur un Leptothrix trouvé dans le sang d'une femme atteinte de fièvre puerpérale grave]—C. R. Ac. Sci, t. 88, p. 612 et 1216—1217. 233.—Sur l'étiologie de l'affection charbonneuse.—Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 8, p. 1063—1065. 234.—Étiologie du charbon.—Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 8, p. 1152—1160. [Сообщение Пастера и прения]. 235.—[Sur la communication de M. Colin; «Étiologie du charbon et spontanéité des maladies contagieuses»].—Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 8, p. 1183—1186. 236.—Maladies des vers à soie.—Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 8,· p. 1205—1206. 237.—Étiologie du charbon.—Observations au sujet du procès verbal de la séance du 18 novembre.—Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 8, p. 1222—1234. 238.—Observations verbales [à propos d'une communication de MM. Edin et H. Becquerel, sur le froid que peuvent supporter la bactériedie charbonneuse et d'autres organismes microscopiques sans perdre leur virulence]. C. R. Ac. Sci., t. 89, p. 1015. 239. 1880. Sur les maladies virulentes, et en particulier sur la maladie appelée vulgairement choléra des poules.—C. R. Ac. Sci., t. 90, p. 239—248. То же: Bull. Ac. Méd.. 2-е série, t. 9, p. 121—134.
БИБЛИОГРАФИЯ 457 То же: Paris, Masson, 1880, 16 pp. 240. 1880. Observations verbales [à propos d'une note de M. Rommier, relative à l'influence toxique que le mycélium des racines de la vigne exerce sur le phylloxéra"].— G. R. Ac. Sci., t. 90, p. 512—513. 241.—Réponse à M. Blanchard.—C. R. Ac. Sci., t. 90, p. 514—515. 242.—Sur le choléra des poules; études des conditions de la non-récidive de la maladie et de quelques autres de ces caractères.—С R. Ac. Sci., t. 90, p. 952— 958 et 1030—1033. То же: Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 9, p. 390—401. 243.—De l'extension de la théorie des germes à l'étiologie de quelques maladies communes.—C. R. Ac. Sci., t. 90. p. 1033—1044. То же: Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 9, p. 435—447. 244.—[Discussion sur l'inoculation de la variole et de la vaccine].—Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 9, pp. 513, 515, 516, 518. 245.—[en collaboration avec Chamberland et Roux]. Sur l'étiologie du charbon.— G. R. Ac. Sci., t. 91, p. 86—94. То же: Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 9, p. 682—692. 246.—Expériences tendant à démontrer que les poules vaccinées pour le choléra sont réfractaires au charbon. (Lettre à M. Dumas).—C. R. Ac. Sci., t. 91, p. 315. 247.—Sur l'étiologie des affections charbonneuses. (Lettre à M. Dumas)—C. R. Ac. Sci., t. 91, p. 455—457. 248.—[en collaboration avec Chamberland]. Sur la non-récidive De l'affection charbonneuse.—G. R. Ac. Sci., t. 91, p. 531—538. То же: Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 9, p. 983—991 [Discussion: p. 991—1001]. 249.—[Discussion sur le choléra des poules].—Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 9, p. 1014—1016. 250.—De l'atténuation du virus du choléra des poules. G. R. Ac. Sci., t. 91, p. 673—680. То же: Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 9, p. 1119—1127. 251.—Nouvelles observations sur l'étiologie et la prophylaxie du charbon.—C. R. Ac. Sci., t. 91, p. 697—701. То же: Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 9, p. 1138—1143. 252.—Rapport sur le mémoire de M. Joseph Boussingault relatif à la fermentation rapide des vins.—Bull. soc. nation, agricult. de France, t. 40, p. 815—819. 253. 1881. [À propos de la communication de MM. Raynaud et Lannelongue. «Recherches expérimentales sur la transmission du virus rabique de l'homme au lapin»]—Bull, de Méd., 2-е série, t. 10, pp. 76, 77, 78, 81 et 84. 254.—[en collaboration avec Chamberland et Roux]. Sur une maladie nouvelle, provoquée par la salive d'un enfant mort de la rage.—C. R. Ac. Sci.,t. 92, p. 159—165. 255.—Note sur la maladie nouvelle provoquée par la salive d'un enfant mort de la rage.—Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 10, p. 94—103. 256.—[Discussion avec M. Colin sur le transmission du virus rabique].—Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 10, pp. 140, 141, 142 et 143. 257.—[en collaboration avec Chamberland et Roux]. Sur la longue durée de la vie des germes charbonneux et leur conservation dans les terres cultivées.— G. R. Ac. Sci., t. 92, p. 209—211. То же: Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 10, p. 144—147. [Discussion avec M. Colin, p. 147—151 et 169—176]. 258.—[en collaboration avec Chamberland et Roux]. Note sur la constatation des germes du charbon dans les terres de la surface des fosses où on a enfoui des animaux charbonneux.—Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 10, p. 308—311. 259.—[en collaboration avec Chamberland et Roux]. De l'atténuation des virus et de leur retour a la virulence.—C. R. Ac. Sci., t. 92, p. 429—435. 260.—[en collaboration avec Chamberland et Roux]. De la possibilité de rendre les moutons réfractaires au charbon par la méthode des inoculations préventives.—C. R. Ac. Sci., t. 92, p. 662—665. 261.—[en collaboration avec Chamberland et Roux]. Le vaccin du charbon.— G. R. Ac. Sci., t. 92, p. 666—668. 262.—Des virus vaccins (communication faite au Congrès médical de Londres).— Revue scientifique, 3-е série, t. 4, p. 225—228. 263.—L'organisme microscopique trouvé dans la maladie nouvelle provoquée par la salive d'un enfant mort de la rage. (Lettre â M. Parrot).—Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 10, p. 380—381.
458 БИБЛИОГРАФИЯ 264. 1881. [Lettre, protestante contre les assertions émises par M. Colin au sujet de l'organisme microscopique que M. Pasteur a reconnu exister dans la salive de l'enfant mort de la rage!.—Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 10, p. 716—717. 265.—[en collaboration avec Chamberland, Roux et Thuillier]. Sur la rage — C. R. Ac. Sci., t. 92, p. 1259—1260. То же: Bull. Ac. Méd., 2-е série t. 10, p. 717—719. 266.—[en collaboration avec Chamberland et Roux]. Compte rendu sommaire des expériences faites a Pouilly-le-Fort, près Melun, sur la vaccination charbonneuse.—С R. Ac. Sci., t. 92, p. 1378—1383. То же: Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 10, p. 782—78 [Discussion p. 787—790]. 267 —[Observations au sujet de la communication de MM. Arloing, Cor- nevin et Thomas sur la cause de l'immunité des adultes de l'espèce bovine contre le charbon].—С R. Ac. Sci., t. 93, p. 608—609. 268.—Discussion des méthodes d'analyse des vins (â p-opos d'un arrêt de la cour de Monpellier).—С R. du Congrès intern, des directeurs des stations agro- nom. Session de Versailles. »Paris, 1881, p. 119—144. 260. 1882. Sur le rouget, ou mal rouge des porcs (Extrait d'une lettre à M. Dumas). С R. Sci!, t. 95, p. 1120—1121. 270.—De l'atténuation des virus. (Discours au congrès international d'hygiène et de démographie de Genève).—Revue scientifique, 3-е série, t. 3, № 12, p. 353—360. 271.—[en collaboration avec Chamberland, Roux et Thuillier].Nouveaux faits pour servir â la connaissance de la rage.—С R. Ac. Sci., t. 95 p. 1187—1192. То же: Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 11, p. 1440—1445. 272.—Une statistique au sujet de la vaccination préventive contre le charbon, portant sur quatre-vingt-cinq mille animaux.—С R. Ac. Sci., t. 95^p. 1250— 1252. . ' 273. 1883. Les doctrines dites microbiennes et la vaccination charbonneuse.—Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 12, p. 509—514. 274.—Les théories dites microbiennes et le vaccination charbonneuse.—Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 12, p. 586—588. 275.—Sur la vaccination charbonneuse.—С. R. Ac. Sci., t. 96, p. 979—982. 276.—La commission de l'École vétérinaire de Turin.—С R. Ac. Sci., t. 96, p. p. 1457—1462. То же: Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 12, p. 684—690. 277.—[en collaboration avec Thuillie]. La vaccination du rouget des porcs à l'aide du virus mortel atténué de cette maladie. С R. Ac. Sci., t. 97, p. 1163—1169. То же: Bull. Ac. Méd., 2-е séria, t. 12, p. 1359—1366. 278.—La dissymétrie moléculaire. (Conférence faite â la société chimique de Paris le 22 décembre 1883).—Conférences faites â la Soc. chim. de Paris. 1883— 1884—1885—1886. Paris, 1886, p. 27—37. То же: Revue scientif., 1884, 3-е série, t. 7, p. 2—6. 279. 1884. (en collaboration avec Chamberland et Roux]. Nouvelle communication sur la rage.—C. R. Ac. Sci., t. 98 p. 457—463. То же: Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 13, p. 337—344. 2 80.—[en collaboration avec Chamberland et Roux]. Sur la rage.—C. R. Ac. Sci , t. 98. p. 1229—1231. То же: Bull.'Ac. Méd., 2-е série, t. 13, p. 661—664. 281.—[Sur l'épidémie du choléra à Toulon].—Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 13, p. 856—857. 282.—Rapport fait, au nom de la section des cultures spéciales, sur l'ensemble des travaux de M. Gayon.—Mém. Soc. nation, d'agric. de France, t. 129, p. 69—72. 283.—Réponses aux remarques de MM. Wyrouboff et Jungfleisch sur «La dissymétrie moléculaire».—Bull. Soc. chim. Paris, nouv. série, t. 41, p. 215—220. 284. 1885. Observations relatives â la note précédente de M. Duclaux [«Sut le germination dans un sol riche en matières organiques, mais exempt de microbes»].—C. R. Ac. Sci., t. 100. p., 68. 285.—Méthode pour prévenir la rage après morsure.—C. R. Ac. Sci., t. I0i, .p. 765—772. То же: Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 14, p. 1431—1439. 286.—Réponse aux remarques de MM. Vulpian, Bouley et Larrey.—C. R. Ac. Sci., t. 101, p. 774. 287. 1886. Résultats de l'application de la méthode pour prévenir la rage après morsure.—C. R Ac. Sci., t. 102, p. 459—466.
БИБЛИОГРАФИЯ 459 То же: Bull. Ас. Méd., 2-е série, t. 15, p. 294—303. 288. 1886. Réponse [aux observations de M. le président et de M. Vulpian, à propos de la précédente communication].—С. R. Ac. Sci., t. 102, p. 468—469. 289.—Note complémentaire sur les résultats de l'application de la méthode de prophylaxie de la rage après morsure.—G. R. Ac. Sci., t. 102, p. 835— 838. 290.—Sur les résultats de l'application de la méthode de prophylaxie de la rage.— Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 15, p. 664—665. ' 29 J.—[Discussion sur les leucomaïnes, les stomaïnes et la théorie mirobienne]— Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 15, p. 679—682. 292.—Observations [à propos de la note de M. Piutti: «Sur une nouvelle espèce d'as- paragine»].—G. R. Ac. Sci., t. 103, p. 138. 293.—Nouvelle communication sur la rage.—G. R. Ac. Sci., t. 103, p. 777—784. То же: Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 16, p. 370—379. 294.—Le traitement de la rage. Paris, Marpon et Flammarion, 1886, 46 pp. 295.—Rapport, fait au nom du comité d'agriculture, sur les études de M. Hansen, relatives aux levures alcooliques.—Bull. Soc. d'encouragement pour l'industrie nationale, 4-e série, t. 1, p. 601—603. 296. 1887. Note accompagnant la présentation du rapport de la commission anglaise de la rage.G. R. Ac. Sci., t. 105, p. 6—7. 297.—Sur le traitement préventif de la rage après morsure [Discussion avec M. Peter].—Bull. Ac. Méd., 2-е série, t. 18, p. 6—11. 298.—Lettre à M. Duclaux sur la rage.—Ann. de l'Inst. Pasteur, 1888, t. 1, p. 1—18. 299. 1888. Sur le premier volume des Annales de l'Institut Pasteur, et en particulier sur un mémoire de M. M. Roux et Chamberland, intitulé: «Immunité contre la septicémie, conférée par des substances solubles».—С. R. Ac. Sci., t. 106, p. 320—324. 300.—Sur la destruction des lapins en Australie et dans la Nouvelle Zélande.— Ann. de l'Inst. Pasteur, 1888, t. 2, p. 1—8. 301.—Lettre â M. Duclaux [à propos des lettres du D-r Gamaleïa et du D-r Bujwid à M. Pasteur].—Ann. de l'Inst. Pasteur, 1888, t. 2, p. 117—120. 302—[Remarques relatives à une communication de M. Gamaleïa sur la vaccination préventive du choléra asiatique).—C. R. Ac. Sci., t. 107, p. 434—435. -303. 188?. Sur la méthode de prophylaxie de la rage après morsure.—C. R. Ac. Sci., t. 108, p. 1228. РУССКАЯ ЛИТЕРАТУРА О ПАСТЕРЕ Абрамов, Я. В.—Два великих француза: благодетель человечества Луи Пастер и апостол образования Жан Масэ. Спб., изд. М. Городецкого, Г18971, [2]+46 стр. (Популярная библиотека № 3). Брук, Г. Я., д-р.—Великие борцы за оздоровление человечества. Вып. I. Гиппократ, Везалий, Дженнер, Пастер, Н. И. Пирогов. Популярный очерк. М., Госмедиздат, 1928. [Пастер—стр. 35—52]. [В а л ь ρ и- Ρ а д о].—Луи Пастер. История одного ученого. Перев. с французского издания с шестью приложениями с согласия автора и Пастера, под ред. д-ра Н. Ф. Гамалеи с предисловием И. И. Мечникова.—Записки имп. о-ва αχ. Южной России, 1888. Приложение 3-е, № 3, стр. 1—32; № 4, стр. 33—80, № 5—7, стр. 81—144: № 8—9, стр.145—176; № Ю, стр. 177—208; № и, стр. 209— 240; № 12, стр. 241—272; 1889. Приложение 3-е, № 1, стр. 273—304; Л* 2, •стр. 305—317 [Титульный лист, предисловие и оглавление]. [Текст биографии и 6 прилож.]. То же отдельной книгой; Одесса, 1889, [81+317 стр. В а л ь д е н, П. И.—Луи Пастер. Речь, читанная 2 октября 1895 г. в Рижском о-ве естествоиспытателей. Перев. с нем. с согласия автора. М. А. Ракузин. Рига, 1896, 24 стр. [Вошла потом в сборник речей П. И. Вальдена: «Наука и жизнь», Пгр., 1919, т. II, стр. 127—148]. Гамалея, Н.—О методе Пастера предохранения укушенных от бешенства. Одесса, 1886, 27 стр. (Из 1-го выпуска трудов Одесской бактериологической станции).
460 БИБЛИОГРАФИЯ Гвоздев, Α. Α.—Работы Пастера о бешенстве, изложенные по его докладам французской Академии наук. М., 1886, 74 стр. Дюкло, Э.—Пастёр. Брожение и самозарождение. Перевод под ред. и с предисл. К. Тимирязева. М., 1897, 93 стр. (Научно-популярная библиотека «Русской мысли». III). Дюкло, Э.—Пастёр. Заразные болезни и их прививка. Перевод под ред. и с предисл. К. Тимирязева. М., 1898, 135 стр. (Научно-популярная библиотека «Русской мысли». VIII). Завадовский, М.—Л. Пастёр. М., Журнально-газетное объединение, 1935, 172 стр. (Серия биографий. Жизнь замечательных людей. Вып. VI). Зелинский, Н.—Научное значение химических работ Пастера. (Речь в юбилейный день Пастера). Одесса, 1893, [2]+27 стр. [отд. от.т. из Зап. Нов. Общ. Естеств., т. XVIII, вып. 1-й]. Зелинский, Н.—Памяти Л. Пастера. Речь, произнесенная в публичном заседании Императорского .московского общества испытателей природы 3/Х 1895 г.—Русская мысль, 1896, январь, стр. 118—133. К-о, Н.—Ученое братство. Новое слово, 1896, № 12 (сентябрь), стр. 50—69. [Составлено по книге: Maurice de Fleury: «Pasteur et les pastoriens», Paris, Rueff et C°, 1895 г.]. Кузнецова, О.—Враг под микроскопом. Повесть о Луи Пастере, М.—Л., Молодая гвардия, 1931, 256 стр. 2-е издание: Детгиз, 1934, 223 стр. 3-е издание: Детгиз, 1935, 240 стр. M е л ь н и к, М.—Луи Пастёр. Жизнь. Труды. Предисловие проф. Д. И. За- болотного, Харьков, Гос. Изд. Украины, 1923, 71 стр. Мечников, И.—Основатели современной медицины. Пастёр—Листер— Кох, М., изд. «Научного слова», 1915, 136 стр. [2-е изд]: М.—Л., Госиздат, 1925, 130 стр. (Популярно-научная библиотека). Мечников, И.—Биография Пастера. М.—Лгр., Госиздат, 1923г стр. 1—23 (Популярно-научная библиотека, 62). [В книжку входит также статья К. А. Тимирязева «Луи Пастёр»]. [Является главой из. книги Мечникова «Основатели современной медицины».]. H е м ц о в.—Великий ученый. Омск, Санпросвет—секция здравотдела Омской жел. дор., 1925, 13 стр. (Приложение к сангазете № 1 «На страже здоровья»). H и к о л а е в, А. А.—Наука и земледелие. Кто был Пастёр и что он сделал для человечества вообще и сельского хозяйства в* частности. Ярославль, изд. Ярославского с.-х. и кустарно-промысл. Союза кооперативов, 1922, 56 стр. (Пособия для кооперативно-общественной школы и курсов, № 10). Омелянский, В. Л.—Луи Пастёр. С портретом Пастера на отдельном листе и с 49 рис. в тексте. Игр., Научное химико-техническое издательствот 1922, 128 стр. (РСФСР. Научно-технический отдел ВСНХ). О ρ л о в а, О. П.—Луи Пастёр, его жизнь и труды. Под ред. и с предисловием С. Г. Крапивина. М., 1913. 79 стр. Ρ а з у м о в<с к и й, В. И.—В память двухсотлетия Всесоюзной Академии наук (1725—1925). Биографические очерки: Ломоносов, Пирогов, Чехов, Пастёр, Бильрот. Под технич. редакцией В. Г. Кутасова. Покровск—Москва. Немгос- издат, 1926. [Пастёр: стр. 73—82]. Розенталь, Л.—Пастёр. Энциклопедический словарь т-ва «Бр. А. и И. Гранат и К-о», 7-е изд., т. 31, стлб. 335—338. Садов, А.' А.—Жизнь и труды Луи Пастера.—В кн. Луи Пастёр. Избранные места главнейших произведений, Лгр., 1931, стр. 3—21. Серебренников, Л.—Спасители человечества. Луи Пастёр. Роберт Кох. М., изд. «Знание», 1924, 56 стр. (Научно-литературные вечера в клубе). С. С.—Пастёр. Энциклопедический словарь Брокгауз-Ефрон, т. 22-аг 1897, стр. 938—942. Тимирязев, К.—Луи Пастёр. Новое слово, 1895, № 2 (ноябрь),, стр. 170—201. То же: отдельной книжкой; М., изд. Гросман и Кнебель, 1896, 64 стр.* (Вопросы науки, искусства, литературы и жизни, № 7). То же: «Значение науки (Луи Пастёр)» М., Госиздат, 1922, 54 стр. (Популярно-научная библиотека).
БИБЛИОГРАФИЯ 461 То же: Луи Пастер.—В кн. «Н. И. Мечников, Биография Пастера, К. А. Тимирязев. Луи Пастер». М.—Пгр., Госиздат, 1923, стр. 20—70. (Популярно- научная библиотека, 62). Φ е л и ч е, А. —Луи Пастер. М.—Л., Молодая Гвардия, 1925, 32 стр. (Биб-ка Юного пионера. Серия «Наука и техника».). Челинцев, В. В.—Органическая химия в биографиях ее главнейших деятелей. Саратов, изд. В. 3. Яксанова, 1924. [Луи Пастер. 1822—1895. Стр. 16]. Энгельгардт, М. А.—Л. Пастер. Его жизнь и научная деятельность. Биографический очерк. Спб., 1897, 96 стр. (Жизнь замечательных людей. Биографическая библиотека Ф. Павленкова). ОБЗОР РУССКИХ ПЕРЕВОДОВ СОЧИНЕНИЙ ПАСТЕРА На русский язык переведены, насколько нам известно, 23 работы Пастера. Из химических работ были переведены «Recherches sur la dissymétrie moléculaire des produits organiques naturels». Издан этот перевод в 1894 г. отдельной брошюрой (36 стр.) журналом «Научное обозрение» под названием: «Пастер.— Винная кислота и ее значение для учения о строении материи (об асимметрии ■органических соединений). Лекция I. Круговая поляризация и кристаллические формы. Лекция II. Организмы и строение материи». Как видно из года издания, перэвод этот вышел через 34 года после появления в свет оригинала. Спустя еще 37 лет, в 1931 г., появился, кроме того, сокращенный перевод этой же работы Пазтера в книге, выпущенной Ленинградским областным издательством в качестве приложения к журналу «Вестник знания». Называется эта книга; «Луи Пастер.—Избранные места главнейших произведений». Состоит она из биографического очерка, написанного д-ром А. А. Садовым, и 9 работ Пастера, причем 8 из них переведены полностью, и лишь одна, как раз «Исследования •о молекулярной диссимметрии естественных органических веществ», дана в сокращенном переводе, занимающем 3 страницы. Из четырех переведенных работ Пастера о брожении и бродильных производствах две были опубликованы в 1888 г., еще две—в 1931 г.* В 1888 г. в журнале «Русский винодел», начиная с первого номера, частями печатался перевод «Études sur la bière». Имя, фамилия переводчика не указаны, только в конце последнего отрывка поставлены инициалы: «С. Б.» Перевод этот помещен под названием «Пастер. —Исследование пива» в следующих номерах •«Русского винодела»: № 1, стр. 57—71; № 2, стр. 123—133; № 3, стр. 206; № 4, стр. 283—295; № 5, стр. 339—348; № 7, стр. 516—523; № д, стр. 663—679; № ц_ 12, стр. 868—894. Всего в 1888 г. опубликованы 4 главы «Études sur la bière». «Русский винодел» после № 2 1889 г. прекратил свое существование, и перевод • лоследних трех глав этого труда так и не был опубликован. В том же «Русском виноделе» за тот же 1888 г. был помещен перевод «Études sur le vin», сделанный с согласия Пастера бакалавром естественных наук Женевского университета Марией Вольфензон. Перевод был сделан со 2-го французского издания, вышедшего в 1873 г., и под названием «Пастер.—Учение о вине» помещен частями в № 5, стр. 301—311; № 9, стр. 646—658; № ю, •стр. 736—75.3; № 11—12, стр. 804—818 за 1888 г. и в № 2, стр. 98—104, за 1889 г. Вследствие прекращения издания журнала перевод и этого труда остался незаконченным. Опубликована лишь первая часть его и несколько страниц второй -части. Кроме того, первая часть «Учения о вине» в том же переводе была опубликована в «Записках общества с. х. Южной России», 1890, № 10, стр. 106—132. * Но еще задолго до 1888 г. в русских журналах усиленно обсуждались как проблема брожения вообще и открытия Пастера в этой области, так и, главным образом, практические выводы Пастера из его открытий. См. Петере—«Сельское хозяйство и лесоводство», 1872 г., октябрь, стр, 155—179. -Фаминцин.—Труды Спб. Общ-ва естествоиспытателей, 1873 г., т. IV, в. I, протокол ботанического отделения, стр. XIX. Волков.—«Технический сборник», 1879, т. 16, № 5, стр. 395—402. «Технический сборник», 1873, т. 16, № 4, стр. 322—327; 335—336; 348, 349. «Записки общества с. х. Южной России», 1873, кн. I, отд. IX, стр. 9—11. Дембров- ский.—Ремесленная газета, 1873, № 13, стлб. 519—521. «Записки Русского технического общества и свод привилегий, выдаваемых по департаменту торговли и мануфактур», 1876, вып. 5, стр. 1—16, «Привилегия, выданная из Департамента Торговли и Мануфактур в 1876 г. иностранцу Луи Пастеру, на особого устройства бродильный чан». Количество статей и заметок о брожении и улучшениях, введенных Пастером в бродильные производства, появившихся за следующие 10 лет, до 1884 года, в русских журналах, настолько велико, что простое перечисление заняло 0ы по крайне мере 2—3 -страницы.
462 БИБЛИОГРАФИЯ Лишь в 1931 г. в сборнике избранных произведений Пастера (см. выше) были помещены переводы двух статей его о брожении. Это: «О так называемом молочнокислом брожении», перевод «Mémoire sur la fermentation appelée lactique (Extrait par l'auteur)» (№ 33) и «Микроскопические инфузории, живущие без свободного кислорода и производящие брожение» перевод статьи «Animalcules infusoires vivant sans gaz oxygène libre et déterminant des fermentation» (№ 57). Из трех переведенных на русский язык работ Пастера о самопроизвольном зарождении две: «Опыт над так называемым самопроизвольным зарождением» (перевод статьи «Expériences relatives aux générations dites spontanées», № 48) и «Полемика с Пушэ, Жоли, Мюссе. Ответ на критические замечания, представленные Академии Пушэ, Жоли и Мюссе в заседании 21 сентября 1863» («Note en réponse a des observations critiques présentées à l'Académie par M. M. Pou- chet, Joly et Musset, dans la séance du 21 septembre dernier», № 76)—напечатаны в том же сборнике главнейших произведений Пастера. Третья работа: «Л. Пас- тер.—Об организованных телах, существующих в атмосфере. Опровержение учения о самопроизвольном зарождении. Перевод с французского»—вышла в 1864 г. отдельной брошюрой в 115 стр., с двумя таблицами рисунков, в С.Петербурге, в типографии А. П. Червякова. Брошюра эта является первым переводом из Пастера, появившимся в России. В предисловии переводчик, оставшийся неизвестным, говорит: «Желая доставить нашим читателям возможность познакомиться с современным состоянием вопроса о самопроизвольном зарождении, я предпринял издание перевода превосходной работы Пастера, помещенной в Annales de chimie et de physique за 1862 год. К этому меня побуждало то обстоятельство, что эту работу Пастера нелегко достать прочитать, потому что она не отпечатана в виде отдельной брошюры, а помещена только в вышеупомянутом журнале. Исследование Пастера о· самопроизвольном зарождении составляет противоположность исследованиям Пуше о том же предмете, который защищает самопроизвольное зарождение, будучи приведен к этому своими опытами, произведенными без надлежащей предосторожности». Указание на отсутствие данного труда в виде отдельной брошюры неверно. Перевод восьми работ Пастера был приложен к переводу его биографии. «Луи Пастер. История одного ученого», написанной Вальри-Радо, зятем Пастера. Биография эта печаталась сначала как 3-е приложение к журналу «Записки общества с. х. Южной России» за 1889 и 1890 гг., а затем вышла отдельной книжкой (те же приложения, только сброшированные вместе). Три из них носят характер публицистический, это—«Некоторые размышления о положении наук во Франции. О лабораториях», затем «Письмо к.декану медицинского факультета Боннского университета» и «Почему Франция не нашла выдающихся людей, когда ей угрожала гибель?»'Все эти статьи датированы 1871 годом и являются документами, характеризующими отношение Пастера к Франко-прусской войне. Исследования Пастера в области инфекционных болезней возбудили к себе в России особо большой интерес. Помимо того, что почти во всех русских научных и «толстых» журналах постоянно появлялись сообщения о новых работах Пастера в этой области, некоторые медицинские журналы, как «Вестник судебной медицины», «Врач», «Военно-медицинский журнал» и особенно «Медицинский вестник», следили буквально за каждым шагом Пастера, сообщая своим читателям о всех его выступлениях и высказываниях. Однако перевод статьи Пастера и Жубера: «О сибирской язве» («Étude sur la maladie charbonneuse», № 204) появился лишь в 1931 г. в том же Сборнике главнейших произведений Пастера (стр. 37—42). Перевод статьи, совместной с Жубером и с Шамберланом «La théorie des germes et ses applications à la médecine et à la chirurgie» (№ 215), опубликован в Медицинском вестнике за 1878 г., № 29, стр. 261—262; № 37, стр. 232—324; JSÎ2 40, стр. 349, 530 и № 42, стр. 362—364, под названием: «Пастер, Жубер и и Шамберлан. Теория зародышей и приложение ее к медицине и хирургии». Далее, выступление Пастера в Медицинской академии в 1879 г. по вопросу о возбудителе родильной горячки переведено в 1931 г. и иод названием «Родильная горячка» включено в тот же сборник, что и работа о сибирской язве, стр 43—46. В 1880 г. «Медицинский вестник» публикует перевод статьи Пастера «De l'atténuation du virus du choléra des poules № 250)—«Как ослабить куриную холеру». Перевод этот печатается частями в № 47, стр. 372; № 48, стр. 378, 379 и № 49, стр. 387—389. В том же «Медицинском вестнике» * в следующем,
БИБЛИОГРАФИЙ 463 1881 г. появляется перевод статьи «De l'atténuation des virus et de leur retour à la virulence» (совместной с Шамберланом и Ру), под названием «Об ослаблении ядов и о возвращении их ядовитости» (№ ц} стр. 82—84; № 12, стр. 91—93). На 5-м общем заседаний Международного съезда врачей в Лондоне, 8 августа 1881 г., Пастер произнес речь: «Des virus-vaccins», переводов которой имеется четыре. Первый, под названием «Pasteur.—Вакцины заразных болезней. Речь, произнесенная на 5-м общем заседании Международного съезда врачей в Лондоне 8 августа 1881 г. Перев. Т. Е. Рейна»—был помещен в 1881 г. в журнале «Врач», во втором томе, № 35, стр. 587—589. Второй, под названием «О прививке по отношению к куриной холере и сибирской язве (Речь д-ра Pasteur'a, произнесенная на международном конгрессе в Лондоне, в августе 1881 г.)», приложен к книге Дж. Тиндаля: «Гниение и зараза по отношению к веществам, носящимся в воздухе», Спб., изд. И. И. Билибина, 1883, стр. 395—401. Третий, под названием: «Речь, произнесенная на международном конгрессе врачей в Лондоне, в августе 1881 г.», приложен к книге «Луи Пастер.—История одного ученого», Одесса, 1889, стр. 243—250. Наконец, четвертый перевод, под названием: «О вирусах-вакцинах (Доклад на международном медицинском Съезде в Лондоне в 1881 г.)» включен в сборник главнейших произведений Пастера, вышедший в 1931 г. (стр. 46—52). Перевод речи Пастера на международном гигиеническом конгрессе в Женеве, 5 сентября 1882 г.: «Об ослаблении зараз» («De l'atténuation des virus. Discours au congrès international d'hygiène et de démographie de Genève) также был приложен к биографии Пастера, изданной в Одессе (стр. 251—265), равно как и перевод речи его на Международном съезде врачей в Копенгагене, 11 августа 1884 г.(стр.2бе—279), посвященной,преимущественно, вопросу о предохранительных прививках против бешенства. Далее, имеются 4 перевода сообщения Пастера, сделанного им 26 октября 1885 г. в заседании Парижской Академии наук «Méthode pour prévenir la rage après morsure» (№ 285). Первый перевод опубликован в Архиве ветеринарных наук, 1885, кн. 4, отд. 5, стр. 383—392, под названием: «Л. Пастер. Метод предотвращения бешенства собак после укушения». Переведены и тексты выступлений Вульпиана и Булея, а также ответ Пастера на эти выступления. В редакционном примечании, однако, отмечается, что редакция считает ликование по поводу открытия Пастера преждевременным. «Поживем, увидим результаты!» кончает редакция. Второй перевод, под названием «Способ предупреждения собачьего бешенства после укушения (Сообщение Пастера Парижской академии наук 26 октября)» напечатан в журнале «Сельское хозяйство и лесоводство», 1885, октябрь, в отделе «Из заграничной литературы», стр. 29—39. Третий перевод, напечатанный в Русском Богатстве, 1885, № 11, Научные новости, стр. 233—236, под названием «Предупреждение бешенства после укушения (Из академического доклада Л. Пастера, члена Парижской академии наук)», является переводом сокращенным. Наконец, четвертый перевод, «Способ предохранения от бешенства после укуса», вошел в сборник 1931 г. (стр. 52— 60). В книге «Луи Пастер. История одного ученого» опубликованы переводы еще двух статей Пастера; «Sur le traitement préventif de la rage après morsure (Discussion avec M. Peter № 297)—Парижская Медицинская академия. Предохранительное лечение бешенства по методу Пастера. Заседание 5 июля 1887 г.» (стр.-279—308) и «Sur la destruction des lapins en Australie et dans la Nouvelle Zélande» (№ 300)—t. 2. «Об истреблении кроликов в Австралии и в Новой Зеландии» (стр. 308—317). Последним, наконец, является перевод популярной статьи Пастера о бешенстве, напечатанной во французском литературном сборнике «La lecture» (№ 65 за 1889 г.). Выпущен он отдельной брошюрой в 24 стр. в Саратове, уездным земским санитарным советом в 1891 г., под названием «Бешенство». Перевод сделан с разрешения автора Н. Б. Панчулидзевой и М. О. Перельманом, под редакцией и с предисловием С. Панчулидзева, председателя Санитарного совета. Целью издания, как сказано в предисловии, являлось распространение среди населения Саратовского уезда сведений о лечении бешенства прививками ослабленного яда по способу Пастера.
УКАЗАТЕЛЬ ИМЕН* Алсоп (Allsopp)—владелец пивоваренных заводов в Бертонэ (Франция). Стр. 206, 329. Аппер (Appert François)—парижский кондитер, впоследствии владелец консервного завода. Умер в 1840. Известен тем, что изобрел способ консервирования продуктов питания, основанный на стерилизации высокой температурой. Опубликовал одну работу: «Art de conserver pendant plusieurs années toutes les substances animales et végétales» (1810). Стр. 71, 73, 74, 144, 204, 238—241, 272. Байлъ (Bail). Стр. 256, 257, 278, 285, 314, 315. Бари (Anton de Вагу)—немецкий ботаник, один из основателей современной микологии (1831—1888). Изучал сначала медицину в Гейдельберге и Мар- бурге, затем медицину и ботанику в Берлине. Некоторое время занимался врач бной практикой, но вскоре посвятил себя исключительно ботанике. В 1858 основал публичную ботаническую лабораторию во Фрейбурге, где в 18:9 стал ординарным профессором ботаники. В 1867 получил кафедру в Галле, а в 1872 в Страссбурге. Основные исследования Б. посвящены истории развития морских водорослей и грибов. Важное значение имеют также его анатомические и фитопатологические работы. Результаты его работ по бактериям и грибам собраны в книге «Vergleichende Morphologie und Biologie der Pilze, Mycetozen und Bakterien (1884), a по анатомии в книге «Vergleichende Anatomie der Vegeta- tionsorgane der Phanerogamen und Farne»". Из длинного ряда его работ многие переведены на русский язык: «О болезни картофеля», «Морфология и физиология грибов», «Лекции о бактериях» и др. Стр. 233, 257, 279, 314, 315. Басе (Bass)—владелец пивоваренных заводов в Бертоне (Франция»). Стр. 206, 329. Бастиан (Вastian'Henry Charlton)—английский психиатр и анатом (1837— 1915). В 1860—1863 ассистент анатомии и патологии в музее при Лондонском университете, затем ассистент лечебницы душевнобольных. С 1867 профессор патологической анатомии в Лондоне. С 1887 по 1895 профессор клинической медицины. Известен, как поборник теории самопроизвольного зарождения, которую упорно защищал в ряде работ, например: «The modes of origin of lowest organisms» (1871), «The beginning of life» (1872). Стр. 411, 412. Бер (Bert Paul)—выдающийся французский ученый и политический деятель (1833—1886). Профессор в Бордо, затем профессор физиологии Faculté des Sciences в Париже. С 1882 член Академии наук. Автор известных исследований: о влиянии атмосферного давления на явления жизни, о влиянии сжатого воздуха на брожение, о лучах спектра, необходимых для жизни растений, о движении растений. В 1872 был избран в депутаты от партии радикалон. Был министром просвещения в кабинете Гамбетты. Стр. 400. Берар (Bérard Jacques Etienne)—французский химик и натуралист (1789— 1828). Профессор химии Faculté des Sciences и фармацевтической школы Мон- пелье, корреспондент Академии наук. Работал в области физики, химии и физиологии растений. Стр. 367, 368. Бергав (Boerhave Hermann)—знаменитый врач и ученый (1668—1738). По желанию отца сначала "изучал теологию. Затем, получив звание доктора * Составила Э. С. Кане л ъ.
УКАЗАТЕЛЬ ИМЕН 46S философии, отдался изучению медицины и естественных наук,; В 1701 стал профессором медицины, а в 1709 профессором медицины и ботанику в.Лейдене. В 1715 ему также была передана кафедра практической медицины;. При этой кафедре Б. открыл клинику, где 2 раза,в недели) демонстрировал своим ученикам больных; здесь же он впервые начал лечить глазные болезни. В 1718 университет поручил ему также кафедру химии. Его главные труды: «Institutions medicae in usu annue exercitationius demesticos digestae» и «Aphorismi de cognoscendis et curandis morbis in usum doctrine domesticae digesti» переведены на все европейские языки и долгое время служили руководством для подготовки врачей во всех европейских университетах. Стр. 156. Беркли (Berkeley Mils-Joseph)—английский ботаник (1803—1889). Приходский священник, уделявший свободное время изучению ботаники. Известен как миколог-систематик и знаток болезней растений. Определил около 6 000 видов грибов. Важнейшие работы: «Introduction to cryptogamic Botany» (1857) и «Vegetable Pathologiy» (1854). Стр. 256, 257, 278, 314—316. Вернар (Bernard Claude)—французский физиолог, один из величайших естествоиспытателей XIX века (1813—1878). Изучал медицину в Париже. В 1841 стал ассистентом в лаборатории знаменитого физиолога, Мажанди, где сразу проявил себя, как выдающийся экспериментатор. В 1854 занял учрежденную специально для него кафедру общей физиологии в Сорбонне, а в 1855—кафедру экспериментальной физиологии. В этом же году был избран членом французской Академии наук. Исследования Б. охватили почти все области физиологии, примем в большинстве затронутых областей он ввел настолько новые точки зрения и методы работы, что дальнейшее развитие физиологии протекало в значительной мере под влиянием его трудов. Центральное место в его исследованиях занимают работы по образованию и превращению сахара в печени животных. Огромное значение имеют и его фармакологические работы, исследования функций различных нервов, изучение давления газов крови и избирательной деятельности Желез и др. Из большого количества работ Б. многие переведены на русский язык. Стр. 114, 230, 2Λ3. Вертло (Berthelot Marcelin)—замечательнейший французский химик, один из наиболее выдающихся представителей науки XIX столетия (1827—1907). В 1846 блестяще окончил лицей, сдав экзамены на баккалавра изящной словесности и баккалавра математических наук. Окончив университет, решает посвятить себя химии ив 1851 занимает место препаратора в Collège de France при кафедре химии. В диссертации (1854) на доктора физических наук обосновывает теорию многоатомных спиртов и осуществляет синтез жиров. В 1861 опубликовал двухтомный труд «Chimie organique fondée sur la synthèse» («Органическая химия, основанная на синтезе»), являющийся классическим не только в области химии, но и естествознания вообще. В этом же году занял специально для него организованную кафедру в Collège de France. Учение Б. об органическом синтезе и осуществленные им синтезы многочисленных органических соединений оказали глубокое влияние на все последующее развитие.науки. В 1879 Б. опубликовал двухтомное сочинение «Essai de Mécanique chimique, fondée sur la Thermochimie» («Попытка химическую механику основать на термохимии»), которое легло в основу новой.науки—термохимии. В 1873 был избран членом Академии наук, а в 1890 французская академия избрала его в число своих 40 бессмертных. Последний этап своей деятельности Б. посвятил изучению животной теплоты, химии растений и почвы. Был с 1881 несменяемым сенатором; в 1895—1896 был министром иностранных дел. Стр. 34—36, 44, 65, 75, 107, 399, 408. Бертолле (Berthollet Claude Louis)—французский химик (174S—1§22). Профессор Нормальной и Политехнической школ. Известны его экспериментальные работы по анализу аммиака, синильной кислоты, сероводорода и хлорноватистой кислоты. Б. первый предложил хлор для беления. Совместно с Лавуазье принимал участие в комиссии по переработке химической номенклатуры. Стр. 152. Берцелиус (Berzelius) Иене Якоб—знаменитый шведский химик (1779— 1848), занимавший центральное место в научном движении первой половины XIX века. После первых работ по электричеству, положивших начало его знаменитой электрохимической теории, опубликовал ряд работ, содержащих превосходные для того времени по точности определения атомных весов около 50 элементов. Научно-литературная деятельность Б. оказала сильное влияние на развитие химии. Он основал и редактировал в течение 27 лет журнал «Jahres- uericht uber die Fortschritte der Chemie und Minéralogie». Кроме того, издал Л. Пастер 30
466 УКАЗАТЕЛЬ ИМЕН учебник химии, пользовавшийся большой известностью. Стр. 38,67, 75, 1*33—î60_ 162, 372, 395, 396. Бехер (Brcher Johan-Joàchim)—известный химик (1635—1682), Обладал большими познаниями в химии, физике, медицине и политической экономии. Был профессором в Майнце, затем лейб-медиком курфюрста Баварского. Создал теорию, согласно которой горючие тела представляют соединение, по меньшей мере, двух составных частей, из которых одна удаляется во время горения, а другая остается. Эта теория Б. рассматривается, как основа сталевской теории флогистона. Воззрения Б. на природу брожений содержатся в «Physica subterranea», db. I, sect. V, cap. 1. Стр. 151. Вешан (Béchamp Jacques-Antoine)—французский врач и химик (1816— 1908). Профессор химии и фармакологии медицинского факультета в Монпелье. Позже профессор органической и биологической химии в Лилле. Опубликовал много работ по биологической химии, химии брожения и т. д. Выдвинул теорию микрозим, согласно которой после отмирания живых клеток .из содержимого их выделяются особые составные части, которые начинают вести самостоятельный образ жизни, давая начало новым организмам. Стр. 222, 231, 2/4—276, 278, 313, 316, 373, 399, 404. Вилърот (Billroth Theodor)— немецкий хирург и клиницист (1829—1894). Был профессором хирургии и директором хирургической клиники сначала в Цюрихе, а затем в Вене. Один из наиболее выдающихся хирургов своего времени; он пользовался известностью также в области гистологии и общей, патологии. Основные его работы: «Allgemeine Chirurgie, Pathologie und Thérapie», «Handbuch der allgemeinen und speziellen Chirurgie». В области микробиологии Б. защищал крайние воззрения плеоморфистов и признавал, что все микробы, находящиеся в загрязненных ранах, составляют один и тот же плеоморфный вид Coccobacteria septica. Основная работа по микробиологии «Untersuchun- gen uber die Vegetationsformen von Coccobacteria septica... u. s. w.», Berlin, 1874. Стр. 394. Био (Biot Jean Baptiste)—известный французский математик, физик и астроном (1774—1862). Профессор физики Collège de France. С 1803 член Академии наук. Первые научные труды его касаются небесной механики и изложены в его работе «Analyse de la Mécanique céleste de Laplace» (1808). Другая группа крупных работ относится к исследованию поляризации света. Б. открыл свой- • ство турмалина двояко преломлять лучи света, поляризовать их и поглощать; изучил законы вращения плоскости поляризации кварца и органических веществ и положил начало сахарометрии. Вместе с Саваром наблюдал отклонение магнитной стрелки электрическим током, что привело к установлению закона Био-Савара. Ему принадлежит также ряд работ по истории науки. Стр. 48. Бомэ (Baume Antoine)—химик XVIII столетия (1728—1804). Был сначала аптекарем. Затем посвятил себя изучению химии и занял кафедру химии B*Collège de pharmacie. Был избран членом Академии наук. Техническая химия обязана ему многими открытиями. Ареометр, носящий его имя, употребляется до сих пор. Стр. 47. Боссюэт (Bossuet Jacques-Bénigue)—известный в свое время проповедник, историк и богослов (1627—1704). Стр. 226. БраХснно (Braconnot Henri)—французский химик (1781—1855). Профессор естественной истории и директор ботанического сада в Нанси. Стр. 99. Бретон-Лорион—впалелец заводов уксусной кислоты в Орлеане. Стр. 1\(), 150, 194. Брефелъд (Brefeld Oscar)—немецкий ботаник-миколог (1839—1925). С 1878 профессор в Эберсвальде, с 1884—в Мюнстере, в 1898—1905—профессор и директор Института физиологии растений в Б рее лав ле. Один из основателей современной микологии. Важное значение для науки имели его исследования, проведенные при помощи новых методов (культуры на желатине и пр.), по истории развития грибов, в результате которых Б. построил естественную систему этих организмов. Результаты его исследования собраны в «Untersuchungen aus dem Gesamtgebiete der Mykologie». Стр. 373—376, 395. Броун (Brown Robert)—английский ботаник (1773—1856). Получил медицинское образование. Будучи военным хирургом, усердно занимался естественными науками. В 1801 был рекомендован в качестве ботаника в экспедицию, отправленную для исследования берегов Австралии. Вернувшись в Англию, привез с собой около 400 видов австралийских растений, на разработку которых
УКАЗАТЕЛЬ ИМЕН Ш затратил несколько лет. Своей работой «Prodromus florae Novae Hollandiàe» Б. положил начало новому направлению ботаники—фитогеографии. В дальнейшем обрабатывал многочисленные материалы, собранные другими путешественниками, и стал лучшим знатоком растений. Работал также в области физиологии растений, исследовал развитие пыльника и движение плазматических телец в нем (броуновское движение). Стр. 72. Буллион (Bullion). Стр. 313. Вуллэ (Boullay Felix)—фармацевт и химик (1806—1835). Ученик и сотрудник Дюма. Сборник его трудов содержит работы о спиртах и др. Стр. 46—48. Вунзен (Bunsen Robert-Wilhelm)—знаменитый немецкий химик (1811—1899); Его исследования в области химии чрезвычайно многообразны. Работы Б. над органическими соединениями мышьяка имеют большое значение для современной химии. Б. открыл окись какодила—органический радикал, обладающий многими свойствами металла. Это открытие явилось веским доказательством в- пользу теории сложных радикалов. Работа Б. с газообразными веществами привела его к открытию новых методов анализа газов. Его книга по этсму вопросу «Gasometrische Methoden» (1857) считается классической и в настоящее время. Наиболее важное открытие Б., сделанное им совместно с Кирхгофом, это—спектральный анализ. Б. известен также рядом полезных изобретение и приспособлений (бунзеновская горелка, гальванический элемент, ледяной калориметр, фотометр). С 1852 по 1899 Б. занимал кафедру в Гейдель- бергском университете и из его лаборатории вышел ряд крупных ученых. Стр. 350. Буссенго (Boussingault Jean-Baptiste)—знаменитый французский натуралист (1802—1887). В молодости слушал лекции Тенара, Био, Гей-Люссака* Араго и Кювье. Уже 20 лет был приглашен на место профессора Горной школы в Богота (Колумбия). Затем занимал кафедру химии в Лионе, а позже стал профессором агрономической химии и на этой кафедре оставался до самой смерти. Б. поднял земледелие до уровня науки. В своем имении Бешельбронн он создал первую опытную сельскохозяйственную станцию. Его исследования в области круговорота веществ в природе, питания растений и фотосинтеза оказали глубокое влияние на последующее развитие науки. Стр. 78, 99. Бутрон (Boutron Charlard Antoine)—фармацевт, член Медицинской академии (1796—1879). Основные его работы: «Traité des moyens de reconnaître les falsifications des drogues simples et composées» (1823) и «Manuel des eaux miiiérales naturelles». Стр. 34, 73, 401. Бугиарда (Bouchardat Appolinaire)—французкий химик и [фармаколог (1806—1886). С 1852 занимал кафедру гигиены и медицины на медицинском факультете в Париже. Опубликовал разнообразные мемуары по физике, химии, земледелию, физиологии, медицине и гигиене. Изучил физические свойства флорицина, салицина, амигдалина и др. Стр. 82, 400. Бюффон (George-Louis Leclerc comte de Buffon)—известный французский ученый (1707—1783). Сперва занимался математикой и за ряд работ в этой области был избран в члены Академии. Назначенный в 1739 интендантом Королевского ботанического сада, Б. всецело посвятил себя естественным наукам— биологии. Оригинальных исследований и наблюдений у него мало. Его значение заключается в том широком интересе, который он вызвал к биологии у всей образованной Европы. Основные работы: «Histoire naturelle» (1749), «Époque de la nature», «Histoire naturelle générale et particulière»(il749—1804). Стр. 274. Вагнер (Wagner Johann Rudolf)—немецкий химик (1823—1880). Сначала приват-доцент в Лейпциге, затем профессор по технологии в Нюренберге. Опубликовал много работ по технической и агрономической химии и технологии. Стр. 278. Ван-Тигем (Philippe van Tieghem)—французский ботаник (1839—1914). Уже в 25 лет был Maître de conference по ботанике в нормальной школе: затем— профессор биологии в Conservatoire des Arts et Métiers при естественно-историческом музее, в 1879—профессор ботаники и профессор биологии растений в Агрономическом институте. С 1877 член Института Академии наук. Его работы можно разделить на 1) миколого-физиологические, 2) физиологические, 3) анатомические и по общей систематике высших растений. К первой группе относятся исследования по мочевому брожению и работы по выделению чистых культур мукоровых грибов. Он один и вместе с Лемонье выделил ряд интересных грибов и обогатил микологию многими ценными морфологическими и физиологическими наблюдениями. В.-Т. изучал также анаэробное дыхание, растительных тканей. Большое значение имели его наблюдения и опыты над делением и регенерацией 30*
468 УКАЗАТЕЛЬ ИМДНч растительных эмбрионов, а также его опыты по искусственному питанию проростков. Большой известностью пользовалось его сочинение «Traité de botanique» (1889—1891). Стр. 228, 279, 299, 362. Вельтен (Velten). Стр. 199, 209. Верньет-Ламош—владелец виноградников в Бургундии. Стр. 142f. Винас—владелец завода уксусной кислоты в Безье (Франция). Стр. 144. 'Воклен (см. также Воклэн; Vauquelin Louis Nicolas)—французский химик (1763—1829). Будучи сотрудником знаменитого минералога Гаю, В. изучал состав различных минералст и разработал ряд новых физико-аналитических приемов^ Результатом исследования минералов было открытие нового элемента хрома. Он также изучал квасцы и серноватистые соединения. Работал и в области органической химии, один и совместно с Фуркруа и др. Эти исследования касались преимущественно вопросов растительной, и животной химии. Стр. 47, 152, 169'., .Tau0w-(Grayon Ulysse)—биохимик-микробиолог. Ученик и сотрудник Пасте- ра. Учился в «École normale», в . Пар иже. В 1875 защитил докторскую диссертацию «Исследования о спонтанном изменении яиц». После—профессор Faculté de sciences в Бордо. Занимался преимущественно вопросами брожения. Г. вместе <с Дюпти впервые доказал биохимический характер денитрификации и выделил две формы денитрифицирующих бактерий. Стр. 231, 265. Галлцр (Hallier Ernst)—немецкий ботаник (1831—1904). Сначала былч иомопщиком Шлейдена в Институте физиологии растений в Иене, в 1865— профессором ботаники в Иенском университете. В 1866 вышел в отставку и жил в Лейпциге. Исследования его касаются преимуществейно грибов, в частности паразитических. Он отрицал, что брожение, гниение, а также болезни животных и растений вызываются специфическими, самостоятельными организмами и считал, что низшие организмы принимают различные формы в зависимости от того, куда попадают их зародыши. Из многочисленных его работ надо указать на: Die pflanzlichen .Parasiten des menschlichen Kôrpers fur Aerzte, Botaniker und Studierende zugleich als Einleitung in das Studïum der niederen Organis- men, Leipzig, 1866. Gàhrungserscheinungen, Leipzig, 1807. Стр, 257, 276, 316, 394. Гей-Люссак (Gay-Lussac Joseph)—знаменитый французский химик и физик (1778—1850), профессор в Сорбонне в Политехнической школе. Открыл закон температурного расширения газов (закон Гей-Люссака), легший в основу кинетической теории газов. Г.-Л. установил, что газы вступают в химические соеди-, нения в простых отношениях, что послужило прочной основой количественной химии. Много работал в разных областях физики и химии; в частности,занимался вопросами брожения. Стр. 41, 42, 44, 46, 47, 55, 59, 61, 71, 73, 74, 132, 237—239, 301, 313, 363, 370. Гейслер (Heusler Henrich)—известный в свое время немецкий механик- стеклодув (1814—1879). Им приготовлены трубки с разреженным газом, светящиеся при пропускании электрического тока и удобные для наблюдения за спектром газа. Стр. 299; Гелъмонт (Johan Baptiste van Helmont)—знаменитый голландский естествоиспытатель (1577—1644), один из главных представителей алхимии XVII века. Главная область деятельности Г,—алхимия и медицина. Г. отметил выделяющийся при брожении «особый вид воздуха» и ввел термин «газ». Первый провел точный количественный опыт выращивания растения в чистой воде. Хотя этот опыт привел его к неправильным выводам, но он интересен как первый в биологии количественный эксперимент. Стр. 180. Герен (Ouérin Alphonse-François)—французский хирург (1817—1895). Член Медицинской академии. Известен тем, что ввел в употребление ватную повязку, предназначенную для предохранения ран от инфекции. Стр. 227. Госселен (Gosselin Leon-Althanase)—французский хирург (1815—1887). В 1844 профессор Faculté des sciences. С 1858 член Медицинской академии. Стр. 227,. 228. Гофман (Hoffmann Heinrich-Karl)—немецкий ботаник (1819—1891). Получив медицинское образование, Г. сначала занимался врачебной практикой, но одновременно занимался и ботаникой. В 1848 стал экстраординарным, а в 1853 ординарным профессором ботаники в Гиссене. В 1891—профессор и директор ботанического сада. Интересовался преимущественно биологией грибов и их отношением к брожению, гниению и болезням. Кроме того, много лет изучал влияние климата на растения. Стр. 233, 234, 256, 257', 261, 276, 278, 314—316, 388, 394, 406> Гофмейстер (Hofmeister Wilhelm-Friedrich)—известный немецкий бота-
УКАЗАТЕЛЬ ИМЕН 46Ô ник-самоучка (1824—1877). Окончив реальное училище в Лейпциге, стал торговцем музыкальных инструментов. Большинство его ' работ сделано в то время; когда он работал в магазине. Только в 1863, без промежуточных академических званий, получил кафедру ботаники в Гейдельберге, а затем в Тюбингене; Г.— автор значительных исследований в области сравнительной эмбриологии растений, приведших к установлению у них смены бесполого и полового поколений, благодаря чему была впервые установлена эволюционная связь больших групп растительного царства. Его главный труд «Vergleichende Untersuchungen der Keimung, Entfaltung und Fruchtbildung hoherer Kryptogamen und der Samen- bildung der Coniferen». Г. издал вместе с Бари и Саксом «Handbuch der physio- logischen» Botanik». Стр. ЗГ». Губер (Hubert François)—швейцарский естествоиспытатель (1750—1831). Изучал жизнь пчел в стеклянных ульях. Так как Г. в молодости ослеп, наблюдения производили для него слуга и члены семьи. Он выяснил многое из жизни пчел и изложил полученные результаты в «Novelles observations sur les abeilles» (1792). Вместе с Сенебье производил опыты над прорастанием семян, описанные в «Mémoire sur l'influence de l'air dans la germination». Стр. 99. Давэн (Davaine Casimir-Joseph)—французский медик и зоолог (1812— 1882). Его многочисленные работы посвящены, главным образом, изучению глистов, за что он несколько раз получал премии французской Академии наук. Большой известностью пользовались его исследования относительно природы сибирской язвы. Стр. 226. Дарвин Чарлз (Darwin Charles)—английский натуралист, величайший биолог XIX века, создатель и обоснователь теории эволюции органического мира (1809—1882). Стр. 257. Деберейнер (Doebereiner Johann-Wolfgang)—немецкий химик (1783—1849). Сначала фармацевт, позже профессор химии, фармакологии и технологии в Иен- ском университете. Занимался преимущественно вопросами технической химии. Стр. 71, 78, 153, 160, 399. Дейе (Deyeux Nicolas)—французский химик (1753—1837). Профессор в l'Ecole de médecine в Париже и член французской Академии наук. Основные работы Д.: «Precis d'expériences et d'observations sur les différentes espèces de lait» (1800) и «Considérations chimique et médicales sur le sang des ictériques». Стр. 152.- Декла (Declat Gilbert)—французский врач (1827—1896). Первый применил карболовую кислоту в качестве антисептического средства. Стр. 227. Демазъер (Desmazieres Jean-Baptiste)—французский ботаник (1783— 1862). Кроме различных заметок, опубликовал «Catalogue de plante onuses dans la botanographie de Belgique» и т. д. (1823) и «Plantes cryptogames de France» (1825—1859). Стр. 71, 72, 159. Донне (Donné Alfred)—французский врач (1801—1878). С 1829 руководитель клиники, в 1845 вице-инспектор минеральных вод и главный инспектор медицинского университета, позже ректор Академии в Страсбурге, а затем в Монпелье. Известен благодаря своим микроскопическим исследованиям внутренних жидкостей животных (молока, крови, гноя, мочи, слюны и др.) и курсу микроскопии. Стр. 231. Дрейер—владелец пивоваренного завода в Вене. Стр. 207. Дэви (Davy Edmund)—английский химик (1785—1857). Сначала ассистент у известного химика (Гэмфри Дэви) в лаборатории Королевского института в Лондоне. Позже профессор химии в Королевском институте в Корке, а затем в Дублине. Занимался преимущественно вопросами агрономической химии. Установил образование уксусной кислоты при окислении спирта, смешанного с Воздухом над губчатой платиной. В 1836 открыл ацетилен. Стр. 153, 160. Дюбренфо (Dubrunfaut Augustin-Pi erre)—французский химик (1779— 1881). Профессор технической химии в Коммерческом училище в Париже. Занимался разработкой вопросов, связанных с получением сахара из свеклы и в 1833 осуществил свою теорию на практике» Большинство его работ посвящено производству сахара. Стр. 47, 48, 83. Дюваль (Duval Jules). Стр. 222, 223. Дюкло (Duclaux Emile)—французский физик, химик и биолог (1840— 1904). По окончании в 1862 Высшей нормальной школы был принят Пасте ром в его лабораторию в качестве препаратора. В 1885 Д. получает кафедру в Сорбонне. Им начато издание «Annales de l'Institut Pasteur». После смерти Пастера становится директором Пастеровского института. Исследования Д* касаются физики* химии, микробиологии, метеорологии, математики, медицины, общей
470 УКАЗАТЕЛЬ ИМЕН и социальной гигиены. Д. опубликовал капитальный четырехтомный труд «Traite de Microbiologie»." Стр. 165, 199, 299. Дюма (Dumas Jean-Baptiste)—знаменитый французский химик (1800— 1884). Был в молодости аптекарем в Женеве. Химические работы Д. в свое время оказали огромное влияние на развитие химии. Д. изучил хлорпроизвод- ные различных соединений, создал теорию типов и установил понятие о гомологии углеродистых соединений. -Из отдельных сочинений Д. наиболее известны: «Traité de chimie appliquée aux arts» (1828), образцовый для своего времени учебник химической технологии и «Leçons sur la phylosophie chimique» (1837)—сочинение по теоретической химии. Вместе с Буссенго им написан труд, в котором жизнь организованных существ рассматривается с химической точки зрения: «Essai de statique chimique des êtres organisés» (1841). Стр. 46—48, 76, 86, 99, 153, 160, 298, 366, 400. Жакем—инспектор финансов^во Франции. Стр. 210. Жерар (Gerhard Charles)—французский химик (1816—1856). В 1841 получил кафедру химии в Монпелье, где работал в течение 8 лет. Заслугой Жерара в истории химии являются: 1) проведение унитарного учения (в противоположность дуализму), 2) разработка учения о гомологах, 3) установление типов органических соединений, 4) применение закона Авогадро к определению молекулярного веса и, как следствие отсюда,—разграничение понятия о молекуле и атоме. Стр. 34, 74. Жире—владелец завода уксусной кислоты в Безье (Франция). Стр. 144. Зелъдмейер—владелец пивоваренного завода в Мюнхене. Стр. 207. Кальмет (Calmette)—инженер пивоваренного завода Туртель. Стр. 217. Каньяр-де-Латур (Cagniard de Latour Charles)—французский инженер и физик (ум. э 1859). Окончив политехническую школу, получил звание инженера-географа. Позже был министром внутренних дел. С 1851 член Академии наук. Автор многих изобретений, включая каньярделу (паровую машину). Изобрел сирену, названную его именем, служащую для определения числа колебаний звука определенного тона. При исследовании влияния и давлений на некоторые жидкости установил факт существования критической температуры, Кроме, вопросов физики, занимался изучением природы дрожжей и влияния холода на их жизнь. Стр. 71—75, 87, 88, 159, 160, 237, 278, 290.. Клеман (Clement-Desormes)—французский химик и физик (1779—1842). Профессор прикладной химии в Conservation des Arts et Métiers. Опубликовал один и вместе со своим зятем (Шарль Дезорм—заводчик в Вербери) ряд работ по физике и химии. Кроме работ над окисью углерода, К. дал метод определения теплоемкостей газов при постоянном объеме и давлении. Стр. 41, 46. . Коз (Coze Leon)—французский врач (1817—1896). С 1858 профессор фармакологии и терапии на медицинском факультете в Страсбурге, а с 1870 в Нанси. Основные работы К: «Histoire naturelle et pharmacologique de médicaments narcotiques fournis par le règne végétal» и «Recherches cliniques et expérimentales sur les maladies infectueusesspécialements au point de vue de l'état du sang et de la présence des ferments» (1872). Стр. 226. Колен (Colin Jeane-Jacques)—французский химик (1784—1863). Профессор химии Faculté de sciences. Опубликовал, много работ из различных областей химии. Основные работы касаются исследования крахмала, оливкового масла и вопросов брожения. Стр. 56, 71, 74, 82, 186, 373. Кон (Cohn Ferdinand)—известный немецкий ботаник (1828—1898). Профессор университета в Бреславле, где он основал институт физиологии растений и микроскопической ботаники. Его работы посвящены изучению простейших микроскопических организмов (водорослей, грибов, бактерий). К. считается одним из основателей научной бактериологии. Выдающееся значение имеют его исследования по, систематике бактерий. Из его многочисленных работ имеют особое значение для микробиологов издававшееся им «Beitrâge zur Biologie der Pflanzen» (1872—1875), в которых были опубликованы как его собственные работы—«Neue Untersuchungen iiber Bakterien», так и работы его учеников. Стр. 382, 394. Кост (Coste Marie-Victor)—французский натуралист (1807—1873). Профессор Collège de France. С 1851 член Академии наук. Занимался преимущественно вопросами эмбриологии. Стр. 224. Кун—пивовар в Шамалиере (Франция). Стр. 199. Кютцина (Kutzing Friedrich-Traugot)—ботаник-альголог (1807—1893)* Изучал, фармакологию и естественную историю в Галле. Был преподавателем
УКАЗАТЕЛЬ ИМЕН 471 естественной истории в Нордгаузене. Важное значение в истории науки имеют его работы, посвященные водорослям. К. был сторонником учения о самопроизвольном зарождении и превращении одних организмов в другие. Стр. 134, 159, 160, 278. Лавуазье (Lavoisier Antoine-Laurent)—великий французский химик, основатель современной химии (1743—1794). Опроверг теорию флогистона и выяснил роль кислорода в процессах горения и дыхания. Л. принадлежит открытие закона сохранения вещества. Основываясь на этом законе, Л. стал изображать химические процессы в виде уравнений. В частности, изучал продукты спиртового брожения и составил уравнение его. Теория Л. оказала большое влияние на развитие биологии, в частности физиологии. Большой известностью пользовалась его «Traité élémentaire de chimie», Paris, 1789. Стр. 41, 42, 44—47 55, 59, 61, 67, 70, 77, 100, 118, 152, 341, 370. Левенгук (Antonius van Leeuwenhoek)—знаменитый голландский микроско- пист и естествоиспытатель-самоучка (1632—1723). Вместе с Мальпиги—основоположник .научной микроскопии и микрографии. Сначала был кассиром и бухгалтером в торговом учреждении. Микроскопией стал заниматься в качестве любителя, приготовляя сам очень хорошие и сильно увеличивающие короткофокусные линзы. При помощи сконструированных им микроскопов сделал ряд открытий первостепенной важности. Ему принадлежит открытие и описание эритроцитов, поперечной полосатости мышц, строения зуба, хрусталика, фасеточного глаза насекомых. Он также открыл мир микроскопических организмов (инфузории, бактерии и др.). Был избран в члены Лондонского королевского общества. Сочинения Левенгука собраны на латинском языке в 1 томах: «Opera omnia sive Arcana naturae ope exactissimorum microcsopiorum détecta» (1715—1722). Стр. 69, 71, 122, 278, 290. Лемонъе (Le Monnier)—сотрудник ван-Тигема (см.). Стр. 299. Лешартъе (Lechartier George)—французский химик (род. в 1837). Сначала ученик «École Normale supérieure», в 1861—1865 препаратор у Девиля, а с 1866 профессор химии Faculté de sciences в Ренне. В 1878 был назначен директором вновь организованной агрономической станции. Занимался преимущественно вопросами агрономической и растительной химии. Из его работ нужно отметить: «Cours de chimie agricole» (1878), «Agriculture théorique et pratique», «Fermentation et concertation des fourage en silo». Стр. 364, 367—369, 371. Либих (Liebig Justus)—знаменитый немецкий химик (1803—1873). Учился в университетах в Бонне и Эрлатене, затем переехал в Париж, где слушал лекции Тенара, Дюлонга, Шевреля, Гей-Люссака. В 1824 получил кафедру химии Гиссенского университета. Стал главой крупнейшей научной школы в области химии; организовал первую в Германии учебную лабораторию органической химии, через которую прошло целое поколение немецких и иностранных химиков. Выдающееся значение имела не только его научная и педагогическая работа, но и его деятельность в качестве популяризатора. Большой известностью пользовались его «Письма о химии», в которых он касался также ряда биологических вопросов. С 1839 Л. занимался* главным образом, изучением вопросов агрохимии питания растений и животных. Стр. 33, 37, 38, 67, 72—75, 90, 91, 116, 117, 153, 160—162, 169, 235, 249, 372, 394—396, 398, 400—405, 411. Листер (Lister Joseph)—английский хирург (1827—1912). Профессор хирургии, в Глазго, затем в Эдинбурге, а с 1877 King College в Лондоне. Ввел так называемую антисептическую повязку и создал основы антисептического и асептического лечения ран. Стр, 226, 227. M йер (Mayer Adolf-Eduard)—немецкий агроном. С 1868 читал лекции по агрэномической химии в Гейдельберге. С 1875 профессор в Гейдельберге. С 1876 работал в Вагенингене (Голландия) в сельскохозяйственной школе. Основные работы M.: «Lehrbuch dsr Agrikulturchemie» (1886); «Lehrbuch der garungschemie» (1879); «Die Lehre von den chemishen Fermenten» (1882), Стр. 382. Маке (Macquer Pierre-Joseph)—французский химик (1718—1784). Сначала был практическим врачом, затем занялся химией. Его многочисленные работы оказали непосредственное влияние на открытия Лавуазье, Твй-Люссака, Тенара, Дюма и др. Стр. 151, 156. Мильн-Эдвардс (Milne-Edwards Henri)—французский натуралист (1800— 1885). Получив медицинское образование, некоторое время занимался медициной, но вскоре оставил эту профессию и занялся естественными науками, ρ 1838 был избран в члены Академии наук. Его работы относятся преимущественно
472 УКАЗАТЕЛЬ ИМЕН к области анатомии и зоологии. Его «Eléments de zoologie et leçons sup* anatomie, la physiologie, la classification et les moeurs des animaux» (1843), сочинение в одном томе, стало классическим и сделало его имя очень попу-1 лярным. Стр. 99. Мирбелъ (Mirbel Charles-Francois) — французский ботаник (1776—1854). Профессор ботаники и физиологии растений на Faculté de sciences. С 1908 член французской Академии наук. Работал в области анатомии и физиологии растений. Один из первых стал пользоваться микроскопом при изучении растительных тканей. Главные работы М. касаются вопросов структуры зародыша и развития его отдельных частей. Основные работы: «Traité d'anatomie et de physiologie .végétale» (1802); «Histoire naturelle de végétaox classés par famille» (1802—1826); «Exposition de la théorie de Porqanisation végétale» (1808). Стр. 87. Митчерлих (Mitscherlich Eilhard)—немецкий химик (1794—1863). С 1811 занимался изучением истории, филологии и восточных языков в Гейдельберге, Париже и Геттингене. В то же время занимался медицинскими и- естественными науками. Открыл изоморфизм кристаллов. Оценив важность этого открытия как для химии, так и для минералогии, Берцелиус пригласил М. в Стокгольм, где он несколько лет занимался преимущественно искусственным получением минералов. В 1821 он был приглашен профессором химии в Берлинский университет. В это время он открыл диморфизм и выполнял ряд работ по химии бензола и его производных. Его «Lehrbuch der Chemie» (1829—1830, 4-е изд. 1840—1848) выдержало много изданий. Стр.75—77,87, 88, 96, 291, 322, 396, 398,399. Mop (Mohr Karl-Fridrich)—немецкий химик (1806—1879). Профессор фармакологии в Бонне. Разработал методы объемного анализа и способы для распознавания ядов. Из его работ следует отметить «Lehrbuch d. chemisehen analy- tischen Titriermethode» ( 1855) и «Die Wein und die Weinbereitungkunde». Стр. 337. Мюллер (Millier Johann)—немецкий фармацевт и химик (род. в Î806 г.). Был аптекарем сначала в Мезенбахе, затем в Эммерихе и Берлине. Был членом Академии и Общества друзей естествознания в Берлине. Занимался изучением ядов, их действия на организмы и методов их распознавания. Занимался также вопросами биологической и физиологической химии и химическим исследова* нием воды. Стр. 73. Мюнц (Muntz Charles-Achille)—французский химик (1846—1916). Профессор и руководитель работ в «Institut national agronomie» в Париже. Занимался преимущественно вопросами биологической химии. Вместе с Шлезин- гом наблюдал нитрификацию при фильтровании сточных вод, содержащих аммиак (1878). Стр. 400. Нашэ (Nachet Louis Isidor)—французский фармацевт (1755—1832). Профессор в l'École .de pharmacie и владелец химического завода. Стр. 164. Пайен (Payen Anselme)—французский химик и сахарозаводчик (1795— 1871). Усовершенствовал производство и сильно снизил себестоимость сахара. Позже стал профессором прикладной химии в Conservatoire des Arts et Métiers*, членом Академии наук. Стр. 75, 76, 87, 98, 99. Пармантъе (Permentier Antoine-August)—французский агроном (1737— 1814). Сначала аптекарь в Мондидье; во время семилетней войны военный полевой аптекарь во французской армии в Германии, затем аптекарь в Париже. Позже профессор экономики и агрономии в Центральной школе. С 1796—член Академии наук. В 1769, когда Академия объявила премию тому, кто укажет растения, которые во время голода могут быть использованы для питания, П. получил премию за добывание крахмала из корней и семян таких растений, которые до того не были использованы. П. ввел во Франции культуру картофеля. Стр. 152, 156. Пезейр—директор винокуренного завода. Стр. 404. Пелуз (Pelouse Théophile-Jules)—французский химик (1807—1867). Сделал много открытий как в области неорганической и органической химии, так и в области технической химии. Наладил процесс производства таинина, показал идентичность сахара свеклы с тростниковым. Первый во .Франции* приготовил пироксилин. Стр. 403. Персон (см. также Персоон: Persoon Christian)—голландский ботаник-миколог (1755—1836). Изучал в Лейдене и Геттингене медицину и естественные науки, затем в Париже занимался медицинской практикой. Основатель описательной микологии. Создал научную классификацию грибов и описал много новых видов и родов. Из множества era работ следует отметить: «Observationes mycologicae» (1796—1798). «Synopsis methodica fungorum» (1801), «Mycologia Eurbp'ea» ti «Traité sur les champignons comestible». Стр. 71, 1344159,
УКАЗАТЕЛЬ ИМЕН 473 Персоц (Persoz Jean-Francois)—французский химик (1805—1868). Был сначала сотрудником Тенара. С 1833 профессор химии Faculté de sciences, с 1835 директор и профессор технической химии Высшей фармацевтической школы в Страсбурге. В 1850 занял место Дюма в Сорбонне, в 1852 профессор химии. В 1833 П. (вместе с Пайеном) изолировал диастаз, образующийся при прорастании ячменя. Кроме того, изучал осмий, иридий, пирофосфорную и уксусную кислоты и молочный сахар. Кроме работ, опубликованных вместе с Био и Пайеном, напечатал «Introduction à l'étude de la chimie moléculaire (1839) и «Traité théorique te pratique de l'impression de tissus» (1846). Стр. 48. Пино (Pineau). Стр. 274. Погжилъ (Poggiale Antoine-Baudoin)—французский химик (1808—1879). Получив фармацевтическое образование, в 1828—1834 работал фармацевтом в военных госпиталях Страсбурга, Лиля и Парижа. В 1837—профессор химии в Лиле. С 1858—член Академии наук и президент фармацевтического общества. Стр. 373. Прингл (Pringle John)—английский врач (1707—1782). Положил начало военной медицине и гигиене. Из многочисленных рэбот П. наиболее известна «Observations on the diseases of the army» (1752). Стр. 118. Прозе. Стр. 156. Пугие (Pouchet Felix-Archiméde)—французский натуралист (1800—1872). Медик по образованию, в дальнейшем работал в области ботаники и зоологии. Был избран членом-корреспондентом Академии наук и членом многих научных обществ. Им опубликован ряд зоологических и ботанических работ. Особой известностью пользуются его исследования по оплодотворению: «Théorie positive de la fécondation des mammifères, basée sur l'observation de toute la série animales» (1842) и «Théorie positive de l'ovulation spontanée» (1847). П. известен также по ожесточенной полемике, которую он вел с Пастером по вопросу о самопроизвольном зарождении. Стр. 274, 278, 409. Райе (Rayer Pierre-François)—французский пато лого-анатом (1793— 1867), врач Луи-Филиппа. С 1823 член Медицинской академии. В 1862 получил на медицинском факультете кафедру сравнительной медицины, созданную специально для него. Р. первый высказал мысль, что сап передается человеку. Стр. 226. Райналъ (Raynal Louis). Стр. 145. Реес* (Reess Мах)—немецкий ботаник. Был профессором и директором ботанического сада в Эрлангене. Известен своими работами по споровым растениям. Наиболее важные работы P.: «Zur Entwicklungsgeschichte des Polypo- diaceensporangiums» (1866), «Die Rostpilzformen der deutschen Koniffe- ren», «Botanische Untersuchungen uber die Aikoholgàrungspilze (1875), «Ueber systematische Stellung der Hefepilze» (1883). В 1896 издал Lehrbuch der Bo- tanik». Стр. 243, 294, 304, 310, 318, 342. Реньо (Regnault Henri-Victor)—французский химик и физик (1810—1878). Получив политехническое образование, поступил на службу в горное ведомство и был профессором сначала в Лионе, затем в Парижской политехнической .школе и в Collège de France. В 1851 стал директором Севрского фарфорового завода. Р. определил расширение и плотность газов и ртути, сжимаемость жидкостей и газов, упругость водяного пара при различной температуре, удельную теплоту многих тел и т. д. Кроме того, им сделано много работ по органической и биологической химий. Все его работы о парах и газах напечатаны под заглавием «Relation des expériences enterprises pour déterminer les lois et les donnés physiques nécessaires au calcul de machines à feu.» (1847—1870.) Стр. 92, 173. Реомюр (Reaumur)—физик и естествоиспытатель (1683—1757). С 1708 член французской Академии наук. Открыл способ получения матового стекла (фарфор Реомюра) и усовершенствовал способ приготовления стали. В 1834 приготовил спиртовой термометр. Как натуралист известен исследованиями насекомых. Стр. 156. Рифо (Riffault des Hêtres Jean-Réné-Denis)—французский химик (1752— 1826). Будучи последним комиссаром по пороху, а после революции одним из трех администраторов по пороху и селитре, Р. много сделал для упрощения производства пороха. Кроме того, известен, как один из лучших переводчиков и популяризаторов химии. Стр. 46. > ( , Робей (Rofnn Albert)—французский .врач (1847—1928)* сначала препаратор у Тенара, затем врач в госпиталях Парижа. .СЛ883 Agrégé, а с 1906 профессор терапевтической клиники. G 1887 член Медицинской академии. Его- работы
4 V 4 УКАЗАТЕЛЬ ИМЕН относятся к области биологической химии и патологической физиологии. Он внедрил в медицину глицерофосфат и коллоиды металлов. Стр. 222, 228. Робен (Robin Charles)—французский анатом и микроскопист (1821—1885) член Медицинской академии и Академии наук в Париже. Главнейшие егоч труды посвящены микроскопической патологической анатомии костей, опухолей, а также физиологической химии. «La fermentation» *( 184 8), «Du microscope et des injections dans leur application à l'anatomie et la pathologie suin d'une classification des sciences fondamentales (1849), «Histoire naturelle .de végétaux parasites qui corissent sur l'homme et les animaux vivants». Стр. 257, 266, 267, 392—395. Розе (Rose Heinrich)—немецкий химик (1795—1864). Изучал фармакологию у своего отца, затем уехал в Стокгольм и несколько лет работал ассистентом' у Берцелиуса. Вернувшись в Берлин, .стал в 1823 экстраординарным, а в 1835 ординарным профессором химии. С 1832 был избран в члены Академии наук. Р. один из лучших учеников Берцелиуса. Он считается одним из творцов новой аналитической химии. Главная его работа: «Handbuch der analytischen Chemie» переведена на несколько языков. Стр.*64, 399. Розъе (Rossier Jean-François)—французский аббат (1734—1793). Занимался вопросами сельского хозяйства, ботаники и химии. Начал издание руководства по сельскому хозяйству». Известны его работы: «Demonstrations élémentaires ed botanique» (1770) и «De la fermentation des vins et de la meilleure manière de faire Peau de vie» (1762). Стр. 151, 152. Ролен (Raulin Jules). Был препаратором Пастера, затем профессором в Лионе. Написал известную диссертацию: Études chimiques sur la végétation. Recherches sur le développement d'une mucédinée dans un milieu artificiel. Стр. 254, 255, 327, 350, 361, 406. Росиньолъ (Rossgnol Louis). Стр. 145—147, 149, 150. Седилъо (Sedillot Charles-Emmanuel)—французский хирург (1804—1883), сначала в военных госпиталях, затем профессор хирургической клиники в -Страсбурге. Еще позже директор военной медицинской школы. Был членом Медицинской академии и Академии наук. Опубликовал большое количество исследований, наиболее важное из которых «Recherche sur la cincere» (1846), и ряд работ о применении антисептиков. Стр. 228. Сейн (M. de Seynes). Стр. 294. Сеньо—кондитер. Стр. 406. Слэк (Slack, Henry James)—журналист и издатель (1818—1896). В свободное время занимался микроскопией. Вначале секретарь, затем председатель королевского микроскопического общества. В 1860 написал «The Mar-, vels Pond Live» (Чудеса жизни в пруде), интересное популярное введение к изучению микроорганизмов; книга вышла в 1878 третьим изданием. Стр. 164. Соссюр (Nicolas-Theodore de Saussure)—швейцарский химик и натуралист (1767—1845). Сначала помогал отцу в его работах по физике, но вскоре всецело посвятил себя химии и физиологии растений. Результаты его работы в этой области изложены в его основном труде «Recherches chimiques sur la végétation», книге, создавшей эпоху в физиологии растений. Исследования С. о питании растений послужили основанием, на котором утвердились современная агрономическая химия и экспериментальная растительная физиология. Стр. 41, 46, 152. Спалланцани (Spallanzani Lazar) — итальянский аббат, натуралист и физиолог (1729—1799). Изучал естественные науки: ботанику, зоологию, геологию, физику и химию. Каждую из этих областей он обогатил новыми открытиями. Особенно знаменитым С. стал благодаря его физиологическим работам в области кровообращения, пищеварения и размножения лягушек. Большую известность получили его экспериментальные исследования, доказывающие отсутствие самозарождения микроорганизмов в растительных и животных наотоях. Стр. 74. Сталь (Stahl Georg-Ernst)—выдающийся немецкий химик и врач (1660— 1734). С 1694 профессор медицины в университете в Галле, с 1716 лейб-медик прусского короля. С. известен как основатель теории флогистона, которая господствовала в химии до Лавуазье. Кроме того, он открыл многие свойства щелочей, гидратов металлов и т. п. В области медицины С. развивал теорию анимизма, которая движущей силой всех процессов тела признает душу. Последняя оказывает сопротивление и болезн творному началу. Основные труды «De expérimenta observationes et animadversiones chymico-physicae» (1731) и «Theoria medica vera» (1707). Стр. 33, 73. Тассинъи—владелец пивоваренного завода. Стр. 199,
УКАЗАТЕЛЬ ИМЕН 475 Тенар (Thenard Louis-Jacques) известный французский химик (1777— 1857) из школы Вокелена. Был сначала профессором в политехнической школе, затем в College de France и Faculté de sciences. Оказал большое влияние на развитие химии как своей преподавательской деятельностью, так и экспериментальными исследованиями, которые относятся к неорганической, органической, физиологической и физической химии. Особенно нужно отметить открытие и тщательное исследование им Н202, затем (вместе с Гей-Люссаком) исследование щелочных металлов. Стр. 38, 41, 44, 46, 47, 56, 70, 71, 74, 75, 77, 78, 82, 90, 92, 101, 370. Теофраст (Theophrastos)—371—286 до н. о. Греческий ученый, считающийся отцом ботаники. Слушал сначала Левкиппа, потом Платона, после смерти последнего перешел к Аристотелю, у которого был любимейшим учеником. До нас дошли два больших ботанических сочинения, приписываемые Т.: одно под названием «История» (по смыслу—«Естественная история растений»), другое—«О причинах растений» (трактат о жизненных явлениях у растений). Стр. 200. Тиндалъ (Tyndall John)—видный английский физик (1820—1893). Вернувшись из Германий, где он углублял свое образование, Т. стал известен своими работами и по курсу физики, который он читал в Лондонском государственном институте. Вскоре получил звание доктора Оксфордского университета, а в 1874 был избран президентом конгресса Британской ассоциации. Большой известностью пользовались его работы о теплоте, электричестве, ледниках и исследования по сигнализации на море. Т. явился предметом сильных нападок англий^ ских теологов за высказываемые им либеральные взгляды в отношении религии. Стр. 411, 412. Хомсон (Thomson Robert-Dundes)—французский врач и химик (1810— 1864). Получив медицинское образование, стал военным хирургом в Ост-Инд- €кой компании. Позже профессор химии в университете в Глазго. Член Лондонского королевского общества. Занимался преимущественно вопросами физиологической и агрономической-химии. Стр. 161. Траубе (Traube Ludwig)—немецкий врач (1818—1876). Считается основателем экспериментальной патологии в Германии. Ввел в медицину измерение температуры. Известны также его работы о болезнях легких, сердца и почек. Он напечатал: «Ueber den Zusammenhang von Herz- und Nierenkrankheiten» (1856). «Die Symptôme der Krankheiten des Respirations und Zirkulationsap- parats» (1867), «Gesammelte Beitrâge der Pathologie und Physiologie» (1871) и мн. др. Стр. 228. Траубе (Traube Moritz)—немецкий химик-физиолог (1826—1894). Занимался химией сначала под руководством Митчерлиха, Розе, а затем Либиха. В 1846 получил степень доктора. Чтобы приобрести практический опыт, поступил на берлинскую красильню, но вскоре вернулся в родной город Ратибор и после смерти отца продолжал его дело (виноторговля), а досуги посвящал теоретической химии. Все его многочисленные работы были сделаны в маленьком городке Ратиборе, вдали от общения с учеными. Наибольшую известность получила его «Théorie der Fermentwirkungen» (1858), в которой он выдвинул ферментативную теорию брожений, а также его оригинальная теория дыхания.» Большое влияние на общую физиологию оказали открытие Т. образования «искусственных клеток» и его исследования о росте (туprop). Опубликовал «Expérimente zur Théorie der Zellenbildung, zur physikalischen Erk- làrung der Bildung der Zellenhaut, ihres Wachstums durch Intususception und der Aufwâr tswachsen der Pflanzen». Стр. 373, 375, 376, 395. Трекюль · (Trécul August-Adolphe)—французский ботаник (1818—1896). По образованию фармаколог, он в 1841—1848 работал в госпиталях Парижа* Посланный естественно-историческим музеем и министром земледелия в научную экспедицию в Соединенные штаты, он обследовал в ботаническом отношении большие пространства Соединенных штатов и Мексики. По возвращении в Париж Т. продолжал свои исследования по анатомии и физиологии растений и опубликовал много работ по общей фармакологии и органогении. Т. выступил ярым противником теории брожения Пастера и вступил с ним в дискуссию (1868—1878) в Академии наук по вопросу о происхождении дрожжей. С 1866 член Академии наук. Стр. 232, 233, 235, 237, 256—261, 267, 27.5, 276, 316, 406, 407, 409. Тулан (Tulasne Louis-René)—французский ботаник (1815—1885). Помощник натуралиста в естественно-историческом музее в Париже. Занимался преимущественно . вопросами размножения тайно- и явнобрачных. Основные его
476 УКАЗАТЕЛЬ ИМЕН работы: «Histoire et monographie des champignons hypogés» (1851), которая включает 125 видов, и «Étude d'embryogénie végétale» (1849). Стр. 279. Туртель (братья)—владельцы большого пивоваренного завода в Танто- вилле. Стр. 199, 217, 345. Тюрпен (Turpin Pierre-Jean-Francois)—французский ботаник и зарисов- щик растений (1775—1840). Тщательно изучил флору острова Сан-Доминго. Автор важных физиологических работ. Т. один из первых указал на роль низших организмов в брожениях. Тюрпен известен также, как искусный рисовальщик. Рисунки Т. украшают сочинения многих ученых, например, Гумбольдта. Стр. 74, 82, 88, 159, 256, 267, 272, 274—276, 278, 316, 401, 406, 407. Фаброни (Fabroni Giovanni Valentino)—итальянский ученый (1752— 1822). С 1780 занимал пост вице-директора физического кабинета и музея великого герцога во Флоренции. Позже занимал многие административные должности в Тоскане и выполнял научные государственные задания: произвел в 1790 геологические исследования Тосканы, сравнение тосканских мер весов с новофранцузскими. В 1800 стал профессором в университете в Тоскане. Напечатал большое количество работ из различных областей химии (агрономической,физиологической, медицинской и т. д.), а также очерки по ботанике. Стр. 56, 69, 70, 133, 134, 313. Фарадей (Faraday Michael)—знаменитый физик и химик (1791—1867). Ученик и сотрудник известного химика Дэви Гэмфри. В 1828 директор химической лаборатории в королевском институте в Лондоне. Первые работы Ф. относятся к химии (сплавы железа, сжижение С02 и хлора, получение углеводородов). Затем Ф. перешел к работам по физике и с 1830 занимался исключительно электричеством. Он открыл электрическую и магнитную индукцию, явление диамагнетизма; установил основные законы электролиза. В 1825 открыл бензол, а в 1826—сульфокислоты. Стр. 411. Фелинг (Fehling Hermann)—немецкий химик (1811—1885). Начал свою - деятельность в качестве фармацевта, затем учился у Либиха и посвятил себя вопросам органической химии. В 1851 был профессором политехнической школы в Штутгарте. Ф. оказал большое влияние на развитие фабрично-заводской / промышленности в Вюртемберге. Его исследования относятся к области технической химии, а особое внимание он уделял выработке методов количественных определений для прикладной химии. Названный его именем раствор меди для количественного определения сахара употребляется до сих пор. Ему принадлежит обработка некоторых отделов «Lehrbuch der organischen Chemie» и редактирование изданного Либихом «Handworterbuch der Chemie». Стр. 50, 52, 53, 56, 59, 65, 86, 98, 100, 105, 188, 356. Фелътц (Feltz Victor-Thimophée)— французский врач (1836—1893). С 1870 член Медицинского факультета в Страсбурге. Позже профессор анатомии и патологической физиологии в Нанси. Из работ нужно отметить: «Ëtudes cliniques et expérimentales des embolies capillaires» (1868), «De l'urémie.expérimentale» (1881, вместе с Риттером) и «Recherches expérimentales sur la présence de infuso- ires et l'état du sang dans les maladies infectuenses»(1866, вместе с Козом).Стр.22б. Фитц (Fitz Albert)—немецкий микробиолог (1842—1885). Изучал физику и ботанику (особенно микробиологию) в Гейдельберге, Берлине и Страсбурге. Был частным преподавателем в Страсбурге и одновременно занимался научной работой. Ф. один из пионеров в изучении химического воздействия грибов на органические вещества. В частности, изучил действие Mucor racemosus на сахарные растворы в присутствии и отсутствии кислорода, а также продукты брожения глицерина. Стр. 287. Фреми (Fremy Edmound)—французский химик, ассистент Гей-Люссака (1814—1894). С 1846 профессор химии в политехнической школе в Париже, в 1850—1892 профессор и директор естественно-исторического музея. В 1864 Фреми организовал при музее первую во Франции публичную химическую лабораторию, в которой проводились научные исследования и которая привлекла много народу. Ф. опубликовал большое количество исследований ш различных областей химии. Стр. 34, 73, 232, 233, 235—238, 257, 275, 276, 368—370, 401, 402, 409, 411. Фуркруа (Fourcroys Antoine)—французский химик и политический деятель (1755—1809). Был депутатом от Парижа в конвенте и совете старейшин. В качестве ученого стал известен сначала как профессор в «Jardin du roi», позже был членом Академии наук и многих научных обществ Европы. Научные труды посвящены химии, главным образом популяризации учения Лавуазье. Приглашенный в государственный совет, он взял на себя руководство народным обра-
УКАЗАТЕЛЬ ИМЕН 477 зованием и в эпоху консульства редактировал все регламенты и проекты, касающиеся вопросов образования. В эпоху империи впал в немилость. Стр. 69, 70, 15'*, 155, 169. Шапталъ (Chaptal Jean-Antoine)—французский государственный деятель и химик (1756—1832). Будучи директором селитренного завода в Гренобле, упростил производство селитры. Затем был профессором химии в Монпелье, развил производство серной кислоты, квасцов и соды и указал способ улучшения производства вина. Им предложен способ, названный его именем (шаптали- зация), получения вина из недозрелого винограда. Позже он стал министром внутренних дел и был назначен в палату пэров. Стр. 152, 154, 156—159, 176. Шванн (Schwann Theodor)—выдающийся немецкий анатом, физиолог и гистолог (1810—1882), один из творцов клеточной теории. В своей капитальной работе «Mikroskôpische Untersuchungen uber die Uebereinstimmung in der Struc- tur und dem Wachstum der Tiere und Pflanzen» показал аналогию между клетками животных и растительных тканей и впервые высказал мысль, что все ткани и органы животных состоят из клеток и происходят от таковых. Значительны также заслуги Ш. в области физиологической химии и гистологии. Ему принадлежит объяснение роли пепсина в пищеварении. В лаборатории Иоганна Мюллера он изучал брожение и гниение и пришел к заключению, что эти процессы вызываются микроорганизмами. Стр. 73—75, 290. Шеве—торговец съестными припасами. Стр. 300, 304. Шеврель (Chevreul Michel-Eugène)—французский химик (1786—1889). Сначала преподаватель в лицее Карла Великого, затем профессор прикладной химии в естественно-историческом музее в Париже. Главнейшие работы Ш. посвящены анализу жиров. Он показал, что растительные и животные жиры являются сложными эфирами глицерина, и таким образом указал путь искусственного синтеза жиров, осуществленного Бертло. Вместе с Гей-Люс- саком открыл способ получения стеарина. Большой интерес представляют также его работы над органическими красками и исследования цветовых контрастов. Стр. 33, 50, 61, 72, 237. Шееле (Scheele Charles)—шведский химик (1742—1786). Был аптекарем и работал по химии с очень ограниченными средствами в своей аптеке. Исследовал атмосферный воздух и открыл кислород. Кроме того, открыл ряд органических кизлот и других веществ и соединений. Собрание его сочинений издал Геберштрейт под названием «Opuscula chemica et physica» (1788) и Гермштед:«8спее1е8 8атШспе physikalischen und chemischen Werke» (Berlin, 1793). Стр. 1A4, 155, 180, 181. Шлоссбергер (Schlossberger Julius-Eugen)—немецкий химик (1819—1860). Профессор химии в Тюбингенском университете. Его труды касаются преимущественно физиологической химии. Главнейшие из них: «Erster Versuch einer allgemeinen und vergleichenden Tierchemie», «Kritisches und Tatsàchliches liber die Reaktion der frischen Milch» . Стр. 76, 98. Шово (Chauveau Jean-Baptiste)—французский ветеринарный врач (1828— 1917). Директор ветеринарного училища в Лионе, затем профессор сравнительной патологии в Парижском естественно-историческом музее. Его работы капаются сравнительной анатомии и инфекционных болезней, в частности туберкулеза. Был горячцм защитником идей Пастера. Основные его работы «Traité d'anatomie comparée des animaux domestiques» (1857) и «Vaccine et rariole». Мм напечатано множество мемуаров, заметок и очерков по заразным и эпидемическим болезням. Стр. 226. Шютценберже < (Schutzenberger Paul)—немецкий химик (1827—1897). Получив медицинское образование, был сначала ассистентом в Conservatoire des Arts et Métiers затем профессором в высшей школе в Мюльгаузене, а позже Collège de France. Большинство его работ относится к физиологической химии. Стр. 291, 350, 356—35*. Энгель (Engel Charles-Rodolphe)—французский биохимик (1850—1880). Сначала преподаватель химии медицинского факультета в Страсбурге, эатем в Нанси. С 1876 профессор медицинской химии в Медицинском институте в Монпелье. Занимался вопросами биологической химии, преимущественно животной и физиологической, исследовал гликоль и его дериваты, а также другие вещества биологического происхождения. Кроме этого, работал над вопросами превращения азота в организме. Стр. 243, 294. Вренберг (Rhrenberg Cristian)—немецкий естествоиспытатель (1795—1876). Известен своими работами об инфузориях. Стр. 199.
предметный указатель* I Азот: дрожжей 71, 76, 77, 87. 92, 94 95, 396, 398 — результагы количественного определения 95 Альбумин 74, 82, 83, 133, 232, 404-, 410 Альдегид 173 Амигдалин 399, 402 Аммиак: дрожжей 77, 96 — и азотистое питание микодермы 193 — мочи 228 — плесеней 362 — при спиртовом брожении 78—81, 86 Аммоний: азотнокислый 255, 328 — виннокислый 79, 81, 85, 328 332, 382 405 — сернокислый 255, 332, 377, 381, 405 — фосфорнокислый 136, 174, 192 193 376,- 381 Аммонийные соли 78, 80, 83, 86 108 174, 404, 408 Анализ эвдиометрический—см. эвдио- метрический анализ Анаэробы 121, 271, 281, 360—362 Антисептики 118, 227, 228 Антиферменты 228 Аск 294 Аскомицеты 294 Аскоспоры 294 Ассимиляция 282, 397 Аэробиоз j407 Аэробы 121, 249, 271, 281, 305, 360—362 Бактерии: аэробные и анаэробные 388, 390 — в воздухе, пыли 252, 253, 277 — виды и названия 394 — и гниение 231 — молочнокислые 404 — отношение к кислороду 382, 383 387 — условия развития 244, Ί08 Бензойная кислота 400 Биогенез 275 Бисульфит кальция 209 * Составила А. В. Рыб а л ь и и а· Болезни вина и способы борьбы с ними 143—148 Болезни: пива 202—204 — пива, возбудители 211, 213 — пива и сусла, причины 212—216 — уксуса 140—143 Бродильная активность 361 _ Бродильная сила 361 Бродильная способность 365 Брожение: активность 82 — алкогольное 70 — аммиачное 228· — в атмосфере углекислоты 365—367, 372 — в присутствии белковых веществ 90, 91, 93 — в присутствии кислорода 357, 358 — в тканях 368—371 — в чистой сахарной воде 37—39, 89— 91, 95, 96, 397 — верхнее 204, 205, 293 — винное 70 — виннокислого правовращающего кальция 376—380 — виноградной кислоты 40 — влияние сжатого воздуха 400 — вторичное, причины 101, 102 — дрожжевое 373, 374 —- задержка 39 — замедленное 357, 358 — маннита 36 — маслянокислое 67, 110—ИЗ, 201 > 210, 244, 369, 383—385, 389—393 — материнское 352, 353 — молочнокислого кальция 381—388 — молочнокислое 33—35,# 67, 73, 74, 83, 106, 110, 201—203, 223, 244, 367. 369, 399, 404 — мочевины 223, 228 — нижнее 206—208, 293 — ослабленное 358 — плодов в углекислоте 365—367 — природа его 39, 40,' 113—117, 374 — самопроизвольное 39, 70, 83, 201,. 202, 305 — свекловичного сока 83
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ 47» Брожение: скрытое 282 — слизевое 367 — спиртовое—см. спиртовое брожение — сущность его 39, 73, 310, 365, 367, 373, 403 — уксуснокислое—см. уксуснокислое брожение — уменьшенное 358 — физиологическая теория 347—36*3 — яблочнокислого кальция 398 Брожения болезненные 375 Броуновское движение 87, 275 Буковые стружки в производстве уксуса 156, 169, 176—180 Вакуоли дрожжей 87, 103, 292, 293 Вещества, замедляющие брожение 222, 410 Вещества септические—см. септические вещества Вибрионы: аэробные и анаэробные 355, 388—392 — в пыли, воздухе 410 — влияние атмосферного воздуха 388 — возбудители брожения виннокислого кальция 380 — возбудители маслянокислого брожения 110, 113, 114, 222, 243, 355, 375, 383, 387, 389, 390, 393 — приспособление к среде 391 Винная кислота 40, 79, 108, 255, 344, 355 Винный камень 169, 170 Винный цвет 138, 158, 159, 329 Вино: Арбу а 104 — болезни 143 — Бордо *104 — бургундское 10'*, 143 —' ожирение 149 — отличия от уксуса 130 — пелусское—см. пиво (пелусское вино) — Pomard 144 — порча 226 — превращение в уксус 129—132, 135 — прогревание 127, 144: 149, 167, 168 — свойства 130 — скисание 149 — содержание глицерина и янтарной кислоты' 104 — соломенное 305 — ячменное 343 . Виноград: noirin 295 — Ploussard 301 — Trousseau 302 Виноградная кислота 40, 108, 109 Виноградный сок 235, 300 Вода дрожжевая—см. дрожжевая вода Водород, содержание в дрожжах 76 Водоросли диатомовые 393 Возбудитель: болезни пива 214, 215, 219 — брожения виннокислого кальция, анаэроб 376, 380, 381 — брожения молочнокислого кальция, анаэроб 382—384 Возбудитель: брожения молочнокислого кальция, морфология 384, 385 — маслянокислого брожения 386, 387 Высшие растения 408 Вытяжка ячменная—см. ячменная вытяжка Газ, анализ после уксуснокислого брожения 173 Гетерогения 231, 232, 238, 409—411 Гифомицеты 234 Гифы 264 Глицерин: анализ 50—53 — брожение 389 — в вине 43, 104 — его образование и винные дрожжи 106 — продукт спиртового брожения 41, 48, 55, 57—62, 64—66, 68, 103 Глутен 34 Глюкоза 64, 65, 232, 263 Глюкозиды 400 Гнездо (в уксусном производстве)— см. уксусное гнездо Гниение [брожение]: в анаэробных и аэробных условиях 120 — и маслянокислое брожение 120 — мяса 122 — смена флоры 116—122 — ферменты, его вызывающие 119 Гнилостные заболевания 118 Горечь вина 143 Грибы плесневые—см. плесневые грибы Дезассимиляция 282 Декстрин 263, 282, 283 Диастаз 122, 376, 399, 400 Дрожжевая вода 34, 38, 65, 79, 83, 163, 168, 174, 181, 184, 185, 242, 249 **254, 268, 309, 330, 349—351, 35!',, 359, 364 Дрожжевые клетки: и молодые ткани растений 87 — старые и молодые 81 Дрожжи: анализ золы 77 — анаэробные 360—362, 391, 407 — apiculatus 301, 302, 317, 324, 342 — аэробные 321, 329—337, 360, 391 — аэробные нижнего брожения, морфология 335—337 — аэробные, регенерация 334 — бродильная способность 365 — брожение в чистой сахарной воде 37, 38, 405 — верхнего брожения 88, 209, 251, 318—321, 324, 336 — верхнего брожения, анализ 76, 77 — верховые 319—322, 334, 340 — верховые, интенсивность развития в пивном сусле 320 — верховые новые 325, 326, 335, 336, 406 — верховые, свойства 321 — вина, обычные 342 — винные 100, 105, 251, 304, 305.
480 ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ 342, 343 — виноградные 105, 238, 295, 3Q5, 401 — вторичного брожения 101, 294 — высушенные 49, 250, 304, 305 — голландские 326, 341, 342 — жизнеспособность 99—101, 304 — и вещества, необходимые для - их размножения 86, 87, 89 — изменение клеток в процессе брожения 306, 307' — изменчивость 224, 329, 330 — истощение 37, 89, 308, · 310, 312, 330, 344 — их жировые вещестза 62, 99 — маслянокислые 83, 244 — молочнокислые [молочнокислые бактерии] 34, 50, 83—85, 103, 105, 1Q6, 222, 223, 243, 244, 252, 256—258, 267, 318, 329, 369, 372 ' — морфологическая характеристика 69, 291., 292 — мукоровые 280—282, 288» 312, 363 — нижнего брожения 88, 209, 318, 321, 322, 324, 332, 334, 340, 345, — нижнего брожения, анализ 76, 77 — низовые 322—324 <— нитевидные 222, 344 — отношение к кислороду 115—117, 347—365, 373—375, 398 — очистка—см. очистка дрожжей — Пастера 322, 324 — пивные 35, 100, 115—117, 169, 356, 364, 384, 398 — пленочные 329—332, 338 — плеоморфизм 331, 332 — плесени 332 — почкование 8^7, 88,'219,'290, 291, 297, 298, 306, 307, 320, 397 — продажные, очистка 337—346' — продажные, смена форм при брожении 342 — происхождение 305 — развитие без воздуха 353 — различные формы 297, 298 — размножение 219, 290—309, 353, 357 — размножение в белковой жидкости 364 — распространение 235, 246, 295—297, 300, 315, 409 — регенерация 37, 219, 293, 320, 321, 330, 342, 343, 353, 357, 374 — самопроизвольное зарождение 310, 316—318, 404 — сезонное появление в природе 300, 305 — состав среды 326 — состояние исключительной молодости 352, 353 — спиртовые — см. спиртовые дрожжи — спорообразование 294 — сродство с плесенями 305 — старение 308 — творожистые 326—329 Дрожжи: творожистые аэробные 335, 336, 340 — творожистые верхнего брожения 328 329 — температура размножения 290 — условия жизнедеятельности 89 — физиологические особенности 349 358, 361 — химический состав 75, 76 — чистые культуры 218, 219 — эллипсоидальные 317 Дубильная кислота 362 Желатина 74, 168 Железо 380 Железо: сернистое 380 — се-рнокислое 255 Жидкость Ролена 254, 255, 406 Жирные кислоты 99 Заболевания гнилостные и инфекционные—см. гнилостные и инфекционные заболевания Закваска: дрожжевая 213, 341 — уксуснокислая 158 Зародыши дрожжей 247, 272 Зарождение самопроизвольное — см. самопроизвольное зарождение Зацветание жидкостей 272, 345 Зола дрожжей 77, 404—406 Зооспоры 393 Известь углекислая—см. углекислая известь Изменчивость дрожжей 224 Инфекция 225 Инфекционные заболевания 412 Инфузории 72, 82, 85, 102, 103, 110— 114, 119, 163, 165, 171, 224, 250, 315 385, 386, 393 Инфузории [микробы], вызывающие маслянокислое брожение 110—113 Источники инфекции 226—230 Казеин 33, 34, 74, 232 Калий: виннокислый кислый 201, 344. 405 — кремнекислый 255 — углекислый 255 — фосфорнокислый 138, 174, 377, 381, 382 Кальций: виннокислый 379 — маслянокислый 35, 36, 386 — метауксусный 379 — молочнокислый 35, 36, 121, 381, 384, 386, 387, 390 — углекислый 36, 222, 276, 277, 379, 398 — углекислый кислый 378 — уксуснокислый 398 — фосфорнокислый 174, 379 — яблочнокислый 398 — янтарнокислый 54, 55, 57, 86, 95; 105 398 Камеди 200
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ 481 Карболовая, кислота 227, 345 Кислород: влияние на дрожжи 359, 374, 391 — содержание в дрожжах 76 Кислота—см. масляная, уксусная кислота и т. п. Клейковина 33, 74, 169 Клетки анаэробные и аэробные 271, 305, 306 Клетки дрожжевые—см. дрожжевые клетки Кольподы 224, 390, 393 Конидии 265, 284, 286, 287, 362 Креозот 400 Кровь: кристаллы 230 — стерильная 230 Лагерное пиво 207, 840 Лактат кальция 47, 381, 384 Лактоза 64, 65 Лептотриксы 222 Магний: окись 78, 79 — сернокислый 381, 382 — углекислый 255 — фосфорнокислый 53, 84, 137—138, 174, 377, 379 Маннит: брожение 36 — побочный продукт молочнокислого брожения 35 — превращение в масляную кислоту 111 — при спиртовом брожении 67, 86 Масла эфирные—см. эфирные масла Масляная кислота 270, 276, 384, 386 Масляная кислота при молочнокислом брожении 35, 36 Мед 319 Мелецитоза 66 Мелитоза 66 Микодерма: и образование уксуса 134—137, 168—170 — и сгорание уксуса 141, 143 — общая характеристика 162—16Ί — окислительная способность 141 — развитие при свободном доступе воздуха 266 — распространение 139 — роль в процессе уксуснокислого брожения 164—168 — условия жизни 103, 193 Микодермальные организмы 182 Микрозимы 274, 275 Микрозои 224 Микроорганизмы: больного пива 202— 204 — в воздухе и пыли 231, 238, 239, 244, 252—254 — в воздухе различных помещений 244—249 — влияние среды 253, 383 — изменчивость 248, 252 — сезонные появления в природе 300—305 — скисшего пива 202 Л. Пастер Микроорганизмы: спонтанно забродившего сусла 243, 244 Микрофиты 224 Мицелий: плодоносящий 242 -— погруженный 242 Молочная кислота: превращение в масляную 110, 111 — при молочнокислом брожении 33—36 — при спиртовом брожении 47, 48 67, 68, 74 — при уксусном брожении 153 Молочный сахар 356, 364 Моча 225, 226, 228, 410 Мочевая кислота 182 Мочевина 182, 228, 232, 392, 39Я Мукор: аэробные и анаэробные клетки 305, 306 — влияние кислорода 114, 283—288, 362, 363 — две формы существования 166, 16; — культура в чистом состоянии 278—280 — почкование 283, 284 — роль в процессе гниения 121 122 — споры его в воздухе 273 Низшие растения 278 Низший организм 116, 122, 252, 253 367, 404, 408, 409 Ожирение вина 149 Окисление 131 Окуривание 191, 201 Организм низший—см. низший организм Организмы микодермальные—см. микодермальные организмы Очистка дрожжей 343—346 Паренхима 301, 368, 372 Пастеризация 209 Пивное сусло 169, 179, 201, 202, 217 236, 242, 244, 252, 258—261, 265, 267, 277, 280, 282, 289, 308, 317 319, 320, 365 Пивной цвет 329 Пивгг. английское 210, 340 — белое 215 — болезни 202—204, 212 — верхнего брожения 205—207 — винное 343 — выдохшееся 339 — гнилостное 211 — горькое 204, 211 — источники загрязнения 216—218 — кислое 211, 212 — лагерное—см. лагерное пиво — название «ячменное вино» 210 — нижнего брожения 206—208, 212 — ослизненное 211 — особой кислотности 203 — отличия от вина 200—202 — пелусское вино 210 31
482 ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ Пиво: порча 226 — предохранение от б^сзней 2 08— 210 — приготовление 200—202, 219 — природа его 200 — прокисшее 203 — светлое 207, 215 — способы производства 204 — страсбургское 207 — темное 207 — терпкое 211 — тягучее 203 Плазма дрожжей 353 Пленки цветения 272 Плесени: антагонисты дрожжей 247 — аэробные 281, 407 — в воздухе 242 — две ^ормы существования 165, 166 — мицелий 262, 263, 284, 302—304, 315, 318, 360, 362 — практическое применение 362 — при спиртовом брожении 264—266, 269 — развитие без кисл )родгЗб2 — развитие в анаэробных^! аэробных условиях 266 — развитие в бессменном воздухе 265 — развитие в кислороде .262—266, 282, 360, 361 — развитие в погруженном состоянии 284 — развитие при пропускании чистого воздуха 265 — условия,развития 165, 222, 247 — физиологические отличия от дрожжей 362 Плесневые грибы 299 Полиморфизм 252, 257, 267, 278, 279, 305, 318 Полуорганизмы Фреми 368—370, 401, 409—411 Портер 204, 205, 214 Порча жидкостей 236 Почкование дрожжей — см. дрожжи (почкование) Производство уксуса, метод буковых стружек 176—180 Протеины 83 Пэль-эль 204—206, 215, 328, 329 Развитие организмов, влияние реакции среды 221 Раствор Ролена 254, 327 Растения высшие и низшие—см. выевшие и низшие растения Растения тайнобрачные 72, J 37, 392 Реакция среды 35, 64, 69, 84, 221 Регенерация дрожжей — см. дрожжи (регенерация) Ром 319 Салигенин 400 Салицин 402 Самопроизвольное зарождение 139, 189, 217—219, 231—233, 237, 241, 255, 258, 281, 383, 390, 409, 412 Самшит 304 Сахар: в дрожжах 97 — виноградный 47, 65 — инверсия 107 — крахмала 47 — молочный—см. молочный сахар — рафинированный 169 — тростниковый 47, 65 Свкла 367 Свекловичный сок 83, 168, 169 Септические вещества 118 Сера: содержание в дрожжах 76, 396, 398 — при гниении 120 Селезеночный удар 226 Сибирская язва 226 Сидр 103, 163, 174, 193, 266, 319 Синильная кислота 400 Солод 221 Сорта пива 204 Спирт: абсолютный 46, 59, 170, ΙΤΊ, 282, 283 — бутиловый 390 — древесный 184 — образование альдегидов 184 — окисление 172, 174 — сгорание 183 — химический состав 131 — этиловый 184 Спиртовое брожение: в анаэробных и аэробных условиях 116 — задерживающие вещества 400 — летучие кислоты 173 — определение 270 — продукты его 41, 50 — сущность его 42 — уравнение 58—63 Спиртовые дрожжи: происхождение 289, 295 — разделение 342 — распространение 239—245, 257, 305, 310, 318 — форма клеток 291, 292 Сперматозоиды 393 Споры плесеней 221, 233, 250, 257, 260, 261, 263, 264, 271, 288 Стеарин 392 Стерилизация, температура—см. температура стерилизации Стружки буковые—см. буковые стружки Сульфат аммония 384 Сусло: болезни 211, 212 — виноградное 106, 201, 202, 217, 221—223, 236, 237, 244, 289, 290, 298, 311, 333, 342, 363 — вязкое 203 — неохмеленное 210, 217, 221, 259 — охмеленное 210, 217, 259, 260, 265 — пивное—см. пивное сусло — самопроизвольное брожение 202
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ 483 Сусло: сахарное 290 — температура брожения 205, 206 Сычужная вытяжка 74 Таннин 168 Температура стерилизации 220, 221 Торула 245, 248—250, 304, 394 Торула: плеоморфизм 256 — стадия размножения 246 — форма клеток 247 Трегалоза 66 Турн вина 149, 222 Углекислая известь 38-2 Углерод, содержание в дрожжах 76 Угольная кислота 56, 64 Угрицы 135, 142, 144, 158, 188—190 Угрицы, меры борьбы 143, 191, 192 Уксус: болезни 140—143 — винный 127, 129, 138, 141 — и погруженная микодерма 184—186 — методы получения 127, 176—-180, 192 — образование из спирта 187 — орлеанский 276 — орлеанский способ приготовления 127, 156—158, 191 — отличия от вина 130 — природа его 130, 137 — прогревание 144—149 — сжигание 141 — спиртовый 194 — способы приготовления 127 — способы сохранения 127 Уксусная кислота: и спирт 131, 132 — кристаллическая 174 — образование 151—153, 173—175 — сгорание 141, 143, 179—181, 186—188 — химический состав 131 , Уксуснокислое брожение: микодерма и характер ее действия 168—172 — образование альдегида и янтарной кислоты 173, 174 — сущность процесса и его возбудитель* 133—137, 162—170, 174—176 — теоретические данные и практика производства уксуса 140, 149, 192, 194 — теория процесса (научно-исторический обзор) 151—162 Уксусное гнездо 139, 154, 155, 157— 159, 161, 166, 167, 177, 186, 190, 191, 276 Уксусный цвет 134, 158, 192 Фенол, очистка дрожжей 345 Фермент: и брожение 113 — маслянокислый [маслянокислые бактерии] 110, 113, 226, 240, 243, 244, 372, 393 — молочнокислые дрожжи 34 — молочнокислый 240, 244, 344, 399 Фермент: низшее растение 109, 110 — спиртового брожения 34, 202, 233, 244 — уксуснокислого брожения 153, 159, 162, 163, 168—172 Ферменты, азимическая и зимическая группы 121 Фибрин 74, 133, 230, 232, 410 Филлоксера 217 Фосфат: аммония 193, 384 — калия 193, 376, 382, 384, 408 — магния 193, 376, 384, 408 Фосфаты 80, 86, 87, 105, 162, 396 Фосфаты щелочные и щелочноземельные 136, 163, 174—176, 179, 192 Фосфор, содержание в дрожжах 76, 402 Фосфорная кислота 194 Хмель 200, 201, 210, 213 Хлороформ, влияние на брожение 400 Цветение перебродивших спиртовых жидкостей 266, 272, 316 Целлюлоза 42, 62—64, 408 Целлюлоза в дрожжах 57, 59/96—99 Цинк: молочнокислый 86 — сернокислый 255 Цисты 224, 250, 389, 390 Чистота: дрожжей 315, 341 — заквасок 341 Чистые культуры 278—282, 286—288, 315 Щавелевая кислота 232 Эвдиометрический анализ 173 Экстракт дрожжевой 53, 107 Эль 204, 205, 215 Эмульсин 376, 399—402 Эндоспоры 294 Энергия брожения 270 Эпидермис 296 Эфир серный 400 Эфирные масла 400 Язва сибирская—см. сибирская язва Янтарная кислота: в вине 43, 104 — и вкус вина 105 — количественное определение при брожении 49 — количественные изменения при различных сахарах 51 — при уксуснокислом брожении 173, 174 — продукт спиртового брожения 41, 48, 55—58, 64—66, 68, 103 — кристаллическая, состав 54 Ячмень 44, 200, 217 Ячменное вино 200, 343 Ячменная вода 193, 258 Ячменная вытяжка 168, 319 Ячменный сок 179 31*
484 ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ II Alternaria 304, 305 Alternaria tenuis 299 Apiculatus 301, 302, 317, 324, 342 Ascophora elegans 257 Ascophora mucedo 257 Aspergillus 262, 264, 265, 269, 270, 283, 286, 362 Aspergillus glaucus 253, 262, 264—266 Bacterium termo 120 Botrytis cinerea 315 Cladosporium 234 Dematiaceae 315 Dematium 304, 305, 311, 314, 327, 334 Dematium pullulans 310, 313—315, 332, 334 Exoascus 315 Microzyma cretae 275 Monas crepusculum 120 Monilia 234 Mucor 265, 278-284, 286, 324, 334, 362, 363 Mucor mucedo 240, 254, 268, 273, 278, 281, 287, 288, 314, 315, 334 Mucor racemosus 240, 244, 264, 273, 278, 287, 314, 334, 395 Mycoderma 252, 267, 272, 407 Mycoderma aceti 134—137, 139—141, 143, 144, 148, 149, 162—172, 174— 192, 203, 209, 241, 252, 266—268, 274, 276—278, 281, 299, 332, 344, 360 Mycoderma cerevisiae 71, 148, 159, 257, 266, 267, 274, 316, 329—331, 333, 407 Mycoderma vini 138, 148, 162, 165, 168, 171, 176, 186—188, 209, 219, 233, 235, 240, 241, 243, 246, 248, 250, 252—254, 256, 266—274, 281, 283, 286, 294, 316—318, 329—333, 344, 360, 362, 407 Oidium 234 Pénicillium 108, 253—262, 264, 266— 270, 272, 278, 283, 286, 315, 362, 406, 407 Pénicillium crustaceum 260 Pénicillium glaucum 108, 109, 241, 252, 253, 255, 257, 259, 266—268, 278, 315, 316, 406, 407. Periconia hyalina 257 Rhizopus nigricans 268 Robinia pseudoacacia 313 Saccharomyces 294, 314, 362 Saccharomyces apiculatus 243, 304, 342, 343 Saccharomyces ellipsoideus 304, 343 Saccharomyces exiguus 318 Saccharomyces pastorianus ЗД4, 304—314, 317, 318, 320, 321, 326, 332—336, 340—344, 351, 406 Sphaeriaceae 315 Stemphylium 234 294, 342, 302, 324, 405, Torula 234, 245—250, 256, 304, 391, 394 Torula cerevisiae 267 Torulaceae 392 Vibrio bacillus 119 Vibrio lineola 119 Vibrio prolifer 119 Vibrio rugula 119 Vibrio subtilis'119 Vibrio tremulans 119
СОДЕРЖАНИЕ Стр. Луи Пастер (статья К. А. Тимирязева) 5 От редакции 29 ИССЛЕДОВАНИЯ О БРОЖЕНИЯХ МОЛОЧНОКИСЛОМ, МАСЛЯН- НОКИСЛОМ, СПИРТОВОМ И ДР 31 Сообщение о так называемом молочнокислом брожении 33 Сообщение о спиртовом брожении [I] 37 Сообщение о спиртовом брожении [II] 41 Мемуар о спиртовом брожении 44 Введение . 44 Первая часть. Что происходит с сахаром при спиртовом брожении 45 § 1. Обзор современного состояния вопроса о продуктах спиртового брожения—45. § 2. Глицерин и янтарная кислота представляют собой продукты спиртового брожения —48. § 3. Частный случай применения описанного выше метода анализа—53. § 4. Элементы янтарной кислоты и глицерина заимствуются из сахара. Дрожжи своими составными частями в этом участия не принимают—55. § 5. Глицерин, янтарная кислота, спирт и угольная кислота не являются единственными продуктами спиртового брожения—56. § 6. Уравнение спиртового брожения—58. §7. Добавление к предыдущему параграфу—63. § 8. Янтарная кислота и глицерин являются постоянными продуктами спиртового брожения—64. § 9. О случайном образовании молочной кислоты при спиртовом брожении—67. § 10. Количественные изменения, наблюдаемые в соотношении продуктов брожения—68. Вторая часть. Что происходит с пивными дрожжами при спиртовом брожении 69 § 1. Обзор современного состояния учения о пивных дрожжах и их превращениях во время спиртового брожения—69. § 2. Азот дрожжей никогда не превращается во время спиртового брожения в аммиак. Аммиак не только не образуется, но даже тот, который был прибавлен, может исчезнуть—77. § 3. Образование дрожжей в среде, состоящей из сахара, аммонийной соли и фосфатов—80. § 4. Исследование отношений между дрожжами и сахаром. Что происходит во время спиртового брожения с азотом дрожжей—87. § 5. При всяком спиртовом брожений, часть сахара фиксируется в дрожжах в виде целлюлозыу-96. .§ ' 6. При есяком спиртовом брожении часть сахара фиксируется тз виде жировых веществ—99. § 7. Длительная жизнеспособность дрожжевых клеток—99. §8. Применение некоторых результатов данного исследования к составу сброженных жидкостей. Специальное исследование вина—103.
486 СОДЕРЖАНИЕ Стр. К вопросу о спиртовом брожении 107 Сообщение относительно Pénicillium glaucum и молекулярной диссиммет- рии естественных органических соединений 108 Инфузории, живущие бее свободного кислорода и вызывающие брожение 110 Новые опыты и взгляды на природу брожений 113 Исследования о гниении \ 118 ИССЛЕДОВАНИЯ ОБ УКСУСЕ 125 Предисловие 127 Лекция о винном уксусе, прочитанная в Орлеане 11 ноября 186>г. . . 129 Перваячасть 129 Вторая часть 137 Мемуар об уксусном брожении 151 Первая часть (историческая) 151 § 1. Уксусная кислота образуется благодаря окислению спирта кислородом воздуха—151. § 2. Необходимость фермента для окисления спирта в уксуснокислом брожении. Идеи о природе этого фермента—153. Втораячасть 162 § 1. Описание Mycoderma aceti (уксусного цвета). Роль этого растения в процессе уксуснокислого брожения—162. § 2. Без микодермы нет образования уксуса—168. § 3. Характер действия Mycoderma aceti—170. § 4. Образование уксусной кислоты в отсутствие белковых веществ. Развитие Mycoderma aceti с помощью аммонийных солей и щелочных и щелочноземельных фосфатов. Очевидные доказательства организованной природы фермента—174. § 5. Метод буковых стружек—176. § 6. Сжигание уксусной кислоты Mycoderma aceti—180. §7. Самопроизвольные изменения в строении Mycoderma aceti. Спирт может исчезать, не будучи предварительно превращен в уксучзную кислоту—183. § 8. Погруженная Mycoderma aceti не образует уксуса, даже если она продолжает жить и размножаться—184L § 9. Mycoderma 'aceti, рассматриваемая, как паразит Mycoderma vini—186. § 10. Угрицы уксуса. Как они вредят образованию уксуса—188. § 11. Применение результатов предшествующих параграфов--192. ИССЛЕДОВАНИЯ О ПИВЕ . . . · 195 Предисловие $99 Глава I. О тесной зависимости между быстротою порчи пива и сусла и приемами пивоваренного производства 200 Глава II. Исследование причин болезней пива и сусла, служащего для его изготовления 211 § 1. Всякая порча пива, вызываемая болезнями, совпадает с раз- вигием микроскопических организмов, чуждых по природе пивным дрожжам в собственном смысле слова—212. § 2. Отсутствие порчи пивного сусла и пива совпадает с отсутствием посторонних организмов—216. Глава III. О происхождении ферментов в собственном смысле этого слова · 220 § 1. Об условиях, изменяющих природу организованных существ, образующихся в настоях—220. § 2. Опыты с кровью и мочой, взятыми в их естественном состоянии и подвергнутыми соприкосновению с воздухом, освобожденным от взвешенной в нем пыли—225. § 3. Опыты над соком, взятым изнутри ягоды винограда—233. § 4. Пивное сусло и виноградное сусло, подвергнутые действию обыкновенного
СОДЕРЖАНИЕ 48? Стр. воздуха—236. § 5. Новые сравнительные исследования над зародышами, взвешенными в воздухе различных близко друг к другу расположенных помещений, находящихся в отношении образования и распространения встречающейся в них пыли в различных условиях—244. § 6. Дрожжи могут высыхать и превращаться в пыль, не утрачивая своей способности к размножению—250. Глава IV. Культуры различных организмов в чистом состоянии. Их автономия 252 § 1. Культуры Pénicillium glaueum и Aspergillus giaucus в чистом состоянии. Доказательства того, что эти плесени не превращаются в спиртовые дрожжи пива или вина. Первоначальные взгляды на причины брожения—253. § 2. Культура Mycoderma vini в чистом состоянии.—Подтверждение наших первоначальных взглядов на причину брожения.—Mycoderma vini не превращается в дрожжи, хотя способна вызывать начало брожения—266. § 3. Культура Mycoderma aceti в чистом состоянии—274. §4. Культура Mucor racemo- su3 в чистом состоянии. Пример более активной и продолжительной жизни без доступа воздуха—278. Глава V. Спиртовые дрожжи 289 § 1. О происхождении дрожжей—289. § 2. О так называемых самопроизвольно зарождающихся дрожжах—316. § 3. О дрожжах верхнего и нижнего брожения—318. § 4. О существовании и получении других сортов дрожжей—324. § 5. О новом роде дрожжей спиртового брожения. Аэробные дрожжи—329. § 6. Очистка продажных дрожжей—377. Глава VI. Физиологическая теория брожения 3Ί7 § 1. Отношение дрожжей к кислороду—347. § 2. Брожение сладких плодов, погруженных в углекислый газ—365. § 3. Ответ на критические замечания немецких естествоиспытателей Оскара Бре- фельда и Морица Траубе—373. § 4. Брожение правовращающего виннокислого кальция—376. § 5. Новый пример жизни без воздуха. Брожение молочнокислого кальция—381. § 6. Ответ на критические замечания Либиха, опубликованные в 1870 г.—396. Приложение 409 Примечания 413 Библиография 448 Список основных работ Пастера—448. Русская литература о Пас- тере—459. Обзор русских переводов сочинений Пастера—461. Указатель имен 464 Предметный указатель 478 Поправка. «Мемуар о спиртовом брожении» переведен А. М. Зим- к и н о й, а не М. П. Корсаковой. Указание на стр. 30 (строки 10 и 11 снизу) ошибочно. Рее.
Рабочий*редактор А. И. Корчагин Технич. редакторы Н. Фивейский и Я. Фидвль * Корректор Ю. Бегичев * Тираж 7000 экземпляров. Инд. кл. СХГИЗ 5560.Форматбумаги 70Х108/16. Объем ЗО1/» п. л. + 2 вклейки (43,93. у. а. л.) Сдано в набор 11/III 1937 г. Подписано в! печать 29/XI 1937 г. Уиолномоч. главлита'Б—30000. Зак. № 473. Бумага фабрики им. Менжинского * Цена книги Яр. 80 к. Переплет 2 р. 00 к. * 16-я тип. треста «Полиграф- книга» Трехпрудный пер., 9.